Интерференцию света можно объяснить, рассматривая интерференцию волн. Необходимым условием интерференции волн является их когерентность, т. е. согласованное протекание во времени и пространстве нескольких колебательных или волновых процессов. Этому условию удовлетворяют монохроматические волны — неограниченные в пространстве волны одной определенной и строго постоянной частоты. Так как ни один реальный источник не дает строго монохроматического света, то волны, излучаемые любыми независимыми источниками света, всегда некогерентны. Поэтому на опыте не наблюдается интерференция света от независимых источников. Предположим, что две монохроматические световые волны, накладываясь друг на друга, возбуждают в определенной точке пространства колебания одинакового направления: ξ1 = А1 cos(ωt+φ1) и ξ2 = А2 cos(ωt+φ2). (26.5) Амплитуда результирующего колебания в данной точке: А2 = А12+А12+2А1А2соs(φ2 – φ1). (26.6) Так как волны когерентны, то cos (φ2 – φ1) имеет постоянное во времени (но свое для каждой точки пространства) значение, поэтому интенсивность результирующей волны (I~A2) I = I1 + I2 +2 cos (φ2 – φ1). (26.7) В точках пространства, где cos (φ2 – φ1)>0, интенсивность I > I1 + I2, где сos(φ2 – φ1)<0, интенсивность I < I1 + I2. Следовательно, при наложении двух (или нескольких) когерентных световых волн происходит пространственное перераспределение светового потока, в результате чего в одних местах возникают максимумы, а в других—минимумы интенсивности. Это явление называется — интерференцией света. Для получения когерентных световых волн применяют метод разделения волны, излучаемой одним источником, на две части, которые после прохождения разных оптических путей накладываются друг на друга, и наблюдается интерференционная картина. Пусть разделение на две когерентные волны происходит в определенной точке. Дo точки, в которой наблюдается интерференционная картина, одна волна в среде с показателем преломления n1 прошла путь s1, вторая — в среде с показателей преломления n2 - путь s2. Первая волна возбудит колебание х1 = А1 cosω(t-s1/υ1), вторая волна—колебание х2 =А2 cosω(t-s2/υ2), где υ1=c/n2, υ2=c/n2 — соответственно фазовая скорость первой и второй волны. Разность фаз колебаний, возбуждаемых волнами в точке, где наблюдается интерференционная картина, равна δ =ω(s2/υ2- s1/υ1)= (s2 n2 – s1n1). (26.8) Произведение геометрической длины s пути световой волны в данной среде на показатель n преломления этой среды называется оптической длиной пути L = s n, δ = (L2 – L1), (26.9) a L2—L1 = Δ - разность оптических длин проходимых волнами путей — называется оптической разностью хода. δ = Δ. (26.10) Если оптическая разность хода равна целому числу длин волн в вакууме Δ = ± mλ0 ( m= 1,2,3, …), (26.11) то δ = ±2mπ и колебания, возбуждаемые в точке обеими волнами, будут происходить в одинаковой фазе. Следовательно, (26.11) является условием интерференционного максимума. Если оптическая разность хода Δ = ± (2m+1)λ0 /2 ( m= 1,2,3, …), (26.12) то δ = ±(2m+1)π и колебания, возбуждаемые в точке обеими волнами, будут происходить в противофазе. Следовательно, (26.12) является условием интерференционного минимума.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Интерференция света» з дисципліни «Курс лекцій з загальної фізики, орієнтований на будівельні спеціальності»
