Лекция №8. Различные интерференционные опыты

1.Временная и пространственная когерентность световых волн.

2. Интерференционный опыт Френеля с бипризмой.

3. Интерференционный опыт Ньютона.

4. Интерференция в тонких плёнках. Полосы равного наклона и равной толщины.

Рассмотрим торец излучателя. Наложим на него экран с двумя щелями и на расстоянии d. Падающий свет лежит в диапазоне спектра от до λ+ λ. Найдём условия при которых возможна интерференция слабополехрамотическому свету.

Рассмотрим от источников до точки наблюдения и .Плоская световая волна, рассмотренная ранее, является абсолютно когерентной. Однако таких волн в природе не бывает.(Теоретическая идеализация).Однако, реальный атом, как истинное излучение, посылает волны в конечном временном интервале r.Для плоской волны .

Схема излучателя имеет вид:

Интерференция в точке А наблюдается только тогда, когда разность хода двух волн и длине цуга от излучающего атома.

(1)

Формула (1) выражает наличие интерференции немонохроматической волны.

Рассмотрим условие наличия интерференции испускания условия максимума в некоторой точке А для волн: и λ+ λ.

-максимальный порядок интерференции двух волн.

Таким образом длина когерентности полихроматического источника - практически это минимальное расстояние между источником и при которой может наблюдаться интерференция немонохроматического света.

Возьмём пример лазерного источника. Для него

Для видимого диапазона

(2)

(2’)

Найдём угол под которым должны распространятся????? от источников в виде щели для того чтобы наблюдалась интерференция.

Формулы (2) и (2’) ограничения на размер щели при которой может наблюдаться интерференция немонохроматического света.

Рассмотрим один из возможных опытов наблюдения интерференции полихроматического излучения с использованием различных устройств для создания мнимых изображений одного источника S. Такие опыты называются: Бипризма Френеля, бизеркала Френеля.

Схема опыта Френеля имеет вид:

Предположим, что расстояние от источника до призмы А, от призмы до экрана В, преломленный угол призмы

И так расстояние между интерференционными полосами находятся по очевидной формуле:

Число интерференционных полос на расстоянии АВ находим по очевидной формуле:

Классический опыт Ньютона убедительно показал волновую, а не корпускулярную природу света в явлениях интерференции и дифракции света. Ньютон впервые нашёл длины волн разного цвета.

В схеме Ньютона использовалась плоскопараллельная пластинка, на которую накладывалась плосковыпуклая линза с большим радиусом R.

Пучок света падал на плоскую поверхность линзы, проникал в неё и дважды отражался: от кривой поверхности линзы и верхнего края плоскости. При этом из одного источника S формировались как бы два источника волн в результате отражения. Эти волны являются когерентными и определяют разность хода

Схема опыта имеет вид:

;

Найдём разность хода двух волн от и с учётом интерференционной схемы (3)

Найдём расстояние d через расстояние x – радиусы колец Ньютона.

:

(4)

Найдём радиусы светлых и тёмных колец Ньютона используя условия интерференции:

1)Радиусы светлых колец определяются из условия максимума интерференции:

2) Радиусы тёмных колец определяются из условия минимума интерференции:

В центре интерференционной картины колец Ньютона в отражённом свете наблюдается тёмное пятно =0.

При наблюдении интерференции света для колец Ньютона в проходящем свете условия минимума и максимума интерференции меняются местами, т.е светлое заменяется на тёмное и наоборот, в центре наблюдается светлое пятно.

Дата добавления: 2014-01-05