Оптическая разность хода двух световых волн

Условие когерентности волн. Способы получения когерентных волн. Принцип суперпозиции волн. Монохроматическая волна и реальная волна (группа волн). Оптическая разность хода и разность фаз.

Волны должны иметь: одинаковую частоту колебаний постоянную разность фаз (не зависящую от времени) колебания векторов вдоль одной прямой или вдоль параллельных прямых.

Получение когерентных волн для реализации интерференции в оптике осуществляется двумя способами:

инструментальное получение из данного источника двух когерентных;

деление фронта волны.

Схемы получения когерентных волн в первом случае основаны на получении двух источников, которые являются двумя изображениями данного единого излучающего центра (метод Юнга, бипризма Френеля, зеркала Френеля). Во втором случае получение когерентных волн происходит делением волны в пределах цуга на две волны (интерферометр Майкельсона, тонкие пленки, клин, кольца Ньютона).

Пpинцип супеpпозиции волн гласит, что волны от pазличных источников не взаимодействуют дpуг с дpугом и что сложное волновое поле от двух или большего числа источников находится путем геометpического сложения волн от отдельных источников, т.е.

Е=Е1+Е2+….

Монохроматическая волна — модель в физике, удобная для теоретического описания явлений волновой природы, означающая, что в спектр волны входит всего одна составляющая по частоте. Монохроматическая волна — строго гармоническая (синусоидальная) волна с постоянными во времени частотой, амплитудой и начальной фазой

Строго монохроматическая волна — это идеализация. Таких волн в природе нет. Любая реальная волна, может быть представлена как суперпозиция монохроматических волн с различными амплитудами и частотами со в некотором интервале Доз. Суперпозицию волн, мало отличающихся друг от друга по частотам называют волновым пакетом или группой волн.

Δ= n 1* r 1− n 2* r 2,

где Δ – оптическая разность хода двух лучей в точке А (м); n 1 и n 2 – абсолютные показатели преломления двух сред соответственно, табличные величины; r 1 и r 2– расстояния от источников лучей S 1 и S 2 до точки А (м)

Разность | r 1 - r 2| называют геометрической разностью хода.

φ 1− φ 2=2 π *Δ λ,

где φ 1 - φ 2 – разность фаз колебаний (рад); Δ – оптическая разность хода двух лучей (м); λ – длина волны (м).

Интерференция

Условие максимума освещенности при интерференции:

Δ= k * λ 2, где k = 2 m – четное число;

условие минимума освещенности при интерференции:

Δ= k * λ 2, где k = 2 m + 1 – нечетное число,

Δ – оптическая разность хода двух лучей (м); λ – длина волны (м); m – некоторое целое число (m = 0, ±1, ±2, …).

Условие максимума освещенности при интерференции:

φ 1− φ 2= k * π, где k = 2 m – четное число;

условие минимума освещенности при интерференции:

φ 1− φ 2= k * π, где k = 2 m + 1 – нечетное число,

φ 1 - φ 2 – разность фаз колебаний (рад); m – некоторое целое число (m = 0, ±1, ±2, …).

Связь разности фаз с оптической разностью хода световых волн

Dj = k х·D = 2p/1 х D

где k – волновое число k=2π/λ.

Дата добавления: 2015-04-24