Общие сведения об интерференции света

Краткие теоретические сведения

Цель работы

Изучение явления интерференции света с помощью бипризмы Френеля и колец Ньютона

Ознакомиться с простейшими интерференционными схемами (бипризма Френеля, кольца Ньютона). Определить длину световой волны. Освоить основные приемы юстировки оптических установок. Приобрести навыки работы с оптическим микрометром и микроскопом. Ознакомиться с интерферен­ционным методом измерения радиуса кривизны линзы.

С точки зрения электромагнитной теории свет представляет собой поперечные электромагнитные волны, распространяющиеся в вакууме со скоростью с = 3 x lO⁸ м/c. Векторы и колеблются во взаимно-перпендикулярных плоскостях перпендикулярно скорости распро­странения волны. Световые (оптические) волны, воспринимаемые глазом, отличаются от других электромагнитных волн значительно меньшей длиной волны. Волны с l = 740 нм до l = 1 - 2 мм называются инфракрасными лучами: с 740 нм > l > 400 нм называются видными лучами: с l < 400 нм на­зываются ультрафиолетовыми лучами.

Одним из основных оптических явлений, характеризующих свет как электромагнитную волну, является интерференция света. Под интерференцией света понимают явление перераспределения энергии в пространстве, возникающее при наложении когерентных волн (волн одинаковой частоты с постоянной разностью фаз).

Условием интерференции волн одной той же длины является их когерентность, то есть сохранение неизменной разности фаз в течение времени, достаточное для наблюдения, картины. Для наблюдения картины интерференции необходимы условия, при которых в любой момент времени через точку наблюдения проходили бы световые колебания, излучаемые одной и той же группой атомов, имеющих постоянную разность фаз. Однако осуществить независимые когерентные источники невозможно, так как известно, что непосредственными излучателями являются атомы возбужденного веще­ства и излучение одной группы атомов через время порядка 10^-8 сменяется излучением другой группы, причем фаза результирующей волны претерпевает случайные скачкообразные изменения. Когерентные световые волны можно получать, разделив волну, излучаемую одним источником, на две части. Если заставить эти две волны пройти разные оптические пути, а затем наложить их друг на друга, наблюдается интерференционная картина. Она представляет собой совокупность световых (максимумы) и темных (минимумы) полос. Появление световых и темных полос зависит от разности хода между интерферирующими волнами.

Условие максимума;

(1.1)

Условие минимума:

(1.2)

Иными словами максимальная освещенность соответствует разности хода, равной четному числу полуволн; минимальная- нечетному. Число k определяет максимум или минимум. Так k = 1 соответствует первый максимум (мини­мум); k = 2 - второй и т.д.

Дата добавления: 2015-06-04