Интерференция волн. Когерентные волны. Пространственная и временная когерентность.
Интерференция волн — взаимное увеличение или уменьшение результирующей амплитуды двух или нескольких когерентных волн при их наложении друг на друга. Сопровождается чередованием максимумов (пучностей) и минимумов (узлов) интенсивности в пространстве.
Когерентность волны означает, что в различных пространственных точках волны осцилляции происходят синхронно, то есть разность фаз между двумя точками не зависит от времени. Отсутствие когерентности, следовательно — ситуация, когда разность фаз между двумя точками не постоянна, а меняется со временем. Такая ситуация может иметь место, если волна была сгенерирована не единым излучателем, а совокупностью одинаковых, но независимых излучателей.
Пространственная когерентность— когерентность колебаний, которые совершаются в один и тот же момент времени в разных точках плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны.
Временная когерентность волны характеризует сохранение взаимной когерентности при временном отставании одного из таких лучей по отношению к другому. При этом мерой временной когерентности служит время когерентности — максимально возможное время отставания одного луча по отношению к другому, при котором их взаимная когерентность ещё сохраняется. Временная когерентность определяется степенью монохроматичности.
Применение интерференции света. Классические интерференционные схемы.
|
|
|
Интерференция света - это явление применяется для подтверждения волновой природы света и для измерения длин волн (интерференционная спектроскопия). Явление интерференции применяется также для улучшения качества оптических приборов (просветление оптики) и получения высокоотражающих покрытий.
Классические интерференционные схемы
Бипризма Френеля
В этой схеме для разделения исходной световой волны используют двойную призму «Б» (бипризму) с малым преломляющим углом. Источником света служит ярко освещенная узкая щель S, параллельная преломляющему ребру бипризмы.
Поскольку преломляющий угол бипризмы очень мал, то, как можно показать, все лучи отклоняются бипризмой на практически одинаковый угол. В результате образуются две когерентные волны, как бы исходящие из мнимых источников S1 и S2 , лежащих в одной плоскости со щелью S.
Бизеркала Френеля.
Здесь две когерентные световые волны получают при отражении от двух зеркал, плоскости которых образуют между собой небольшой угол. Источник — узкая ярко освещенная щель S, параллельная линии пересечения зеркал. Отраженные от зеркал пучки падают на экран «Э» и там, где они перекрываются, возникает интерференционная картина в виде полос, параллельных щели S. Отраженные от зеркал волны распространяются так, как если бы они исходили из мнимых источников S1 и S2, являющихся изображениями щели S.
|
|
|
Дифракция волн. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Дифракция Френеля. Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка.
Дифракция волн - в первоначальном узком смысле - огибание волнами препятствий, в современном, более широком - любые отклонения при распространении волн от законов геометрической оптики.
Принцип Гюйгенса — Френеля. каждая точка до которого дошла волна сама является вторичным источником
Метод зон.По этому методу волновая поверхность разбивается на кольцевые зоны, построенные так, что расстояния от краев каждой зоны до точки Р отличаются на λ/2 (λ - длина световой волны в той среде, в которой распространяется волна).
Дифракция Френеля.Дифракцией Френеля называют дифракцию при которой источник света и (или) экран на котором проводится наблюдение дифракционной картины, расположены на конечных расстояниях от препятствий, которые вызывают дифракцию.
Дифракция Фраунгофера.Дифракция, которая образуется параллельными лучами, называют дифракцией Фраунгофера.
|
|
|
Дифракционная Решетка- оптический элемент, представляющий собой совокупность большого числа регулярно расположенных щелей нанесённых тем или иным способом на плоскую или вогнутую оптическую поверхность.Дифракционная Решетка используется в спектральных приборах в качестве диспергирующей системы для пространственного разложения электро-магнитных излучения в спектр. Фронт световой волны, падающей на дифракционную решетку, разбивается её штрихами на отдельные когерентные пучки, которые, претерпев дифракцию на штрихах, интерферируют, образуя результирующее пространственное распределение интенсивности света - спектр излучения.
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 634; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!