Реферат: Интерференция света

Выполнил ученик школы №182 11Ж класса Авдеев Владимир.

Преподаватель Галина Григорьевна.

Москва

2001

План:

Объяснение интерференции света

Интерференционная картина

Стационарная интерференция света

Опыт Юнга

Виды интерференции света

Проявления интерференции света

Биения

Корреляции интенсивности

Использование интерференции

Список литературы

Объяснение интерференции света

Интерференция света , пространственное перераспределение энергии светового излучения при наложении двух или нескольких световых волн; частный случай общего явления интерференции волн. Нек-рые явления И. с. наблюдались ещё И. Ньютоном в 17 в., однако не могли быть и объяснены с точки зрения его корпускулярной теории. Правильное объяснение И. с. как типично волнового явления было дано в нач. 19 в. франц. физиком О. Ж. Френелем и англ. учёным Т. Юнгом. Наиболее часто наблюдается И. с., характеризующаяся образованием стационарной (постоянной во времени) интерференционной картины (и. к.) - регулярного чередования областей повышенной и пониженной интенсивности света к явлениям И. с. относятся также световые биения и явления корреляции интенсивности. Строгое объяснение этих явлений требует учёта как волновых, так и корпускулярных св-в света и даётся на основе квант. электродинамики.

Интерференция света - это сложение полей световых волн от двух или нескольких (сравнительно небольшого числа) источников. В общем случае поляризация каждой из интерферирующих волн (т. е. направление, вдоль которого колеблется вектор электрического поля; магнитное поле не учитываем) имеет свое направление, и сложение двух волн есть векторное сложение. Обычно рассматривают интерференцию волн, имеющих одинаковую поляризацию. Тогда волны складываются алгебраически.

Пусть имеются два источника гармонических электромагнитных волн, создающих на некотором отдалении от себя в точке наблюдения поля, колеблющиеся следующим образом:

E₁ (t) = E₁ cos(wt + j₁ ), E₂ (t) = E₂ cos(wt + j₂ ).

Здесь Е₁ и Е₂ - амплитуды колебаний (происходящих с одинаковой частотой); j₁ и j₂ - их фазы. Для простоты положим E₁ = E₂ = E₀ . Тогда результирующее колебание имеет вид:

E = 2E₀ cos1/2(j₁ - j₂ ) Х

Х cos[ wt + 1/2(j₁ + j₂ )] = E_R cos(wt + j_R ).

Следовательно, результирующее колебание есть также синусоидальное колебание, но с иными амплитудой и фазой:

E_R = 2E₀ cos1/2(j₁ - j₂ ), j_R = 1/2(j₁ + j₂ ). (1)

Результирующее поле имеет амплитуду , связанную с амплитудами соотношением

E² _R = E² ₁ + E² ₂ + 2E₁ E₂ cos(j₂ - j₁ ). (2)

Как известно, интенсивность электромагнитной волны, проходящей через некоторую точку пространства, пропорциональна квадрату напряженности электрического поля в этой точке. Следовательно, суммарная интенсивность света в точке наблюдения складывается из интенсивности обоих источников E² ₁ и E² ₂ и дополнительного фактора, который можно назвать интерференционным членом :

2E₁ E₂ cos(j₂ - j₁ ). В зависимости от разности фаз j₂ - j₁ колебаний источников он может быть положительным, отрицательным или равным нулю. При этом предполагается, что j₂ - j₁ не зависит от времени, а только от пространственных координат. Источники, удовлетворяющие этому условию, называются когерентными . Рассмотрим случай, когда два когерентных источника с равными амплитудами и с относительной разностью фаз a расположены на расстоянии d друг от друга (рис. 1). Какова будет результирующая интенсивность света в точке М, направление на которую составляет угол q c нормалью к лини, соединяющей источники?

Разность расстояний от М до осцилляторов (или разность хода) равна d sin q. Разность фаз, обусловленная разностью хода, равна числу длин волн, укладывающихся на отрезке d sin q, умноженному на 2p: (2p/l)d sin q. Полная разность двух волн в точке наблюдения равна

Dj = j₂ - j₁ = a + (2p/l)d sin q,

где a - задняя разность фаз между источниками. Положим a = 0. Очевидно, что если

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--