Когерентные источники в оптике

Интерференцией называется явление наложения когерентных волн, в результате которого происходит пространственное распределение интенсивности — возникает картина интерференционных максимумов и минимумов.

Когерентными называются такие волны, которые обладают одинаковой частотой и не зависящей от времени разностью фаз. Именно это постоянство разности фаз и позволяет установится постоянной по времени интерференционной картине — правильному чередованию максимумов и минимумов. При наложении же некогерентных волн (даже одинаковой частоты) устойчивая интерференционная картина не образуется — из-за усреднения наблюдается лишь равномерно освещенное волновое поле.

Все естественные источники света состоят из большого числа микрочастиц (атомов, молекул), которые излучают световые волны независимо друг от друга и поэтому некогерентны. Свечение отдельного атома продолжается не более 10^-8 с, причем различные атомы начинают излучать световые волны в разные моменты времени. В результате такого несогласования начальные фазы световых волн, испущенных различными атомами, случайным образом зависят от времени и, следовательно, такие волны будут некогерентны. Поэтому световые волны, идущие от двух независимых источников, не могут интерферировать между собой.

Рис. 25.1

Для получения когерентных световых волн (когерентных источников) используется следующий принцип: световые волны с помощью какого-нибудь устройства разделяются на две части, каждая из которых проходит различные пути, а затем с помощью соответствующих оптических приемов сводятся вместе и интерферируют. В качестве разделительных устройств в оптике используются бизеркала Френеля (рис. 25.1, а), зеркало Ллойда (рис. 25.1, б), бипризма Френеля (рис. 25.1, в), щели Юнга (рис. 25.1, г) и др. Следует отметить, что в случае зеркал Френеля оба когерентных источника мнимые, в зеркале Ллойда один из источников действительный, а в щелях Юнга оба источника действительны.

Дата добавления: 2015-06-04