Интерференция волн. Когерентность.
Интерференцией волн называется явление наложения волн, при котором происходит их взаимное усиление в одних точках пространства и ослабление — в других. Результат интерференции зависит от разности фаз накладывающихся волн.
Интерферировать могут только когерентные волны, в которых колебания совершаются вдоль одного и того же направления. Например, две сферические волны на поверхности воды, распространяющиеся от двух когерентных точечных источников, при интерференции дадут результирующую волну. Фронтом результирующей волны будет сфера .
При интерференции волн не происходит сложения их энергий. Интерференция волн приводит к перераспределению энергии колебаний между различными близко расположенными частицами среды. Это не противоречит закону сохранения энергии потому, что в среднем, для большой области пространства, энергия результирующей волны равна сумме энергий интерферирующих волн.
Под когеpентностью понимается согласованность волн дpуг с дpугом по фазе.
Оптическая разность хода волн. Условие максимума и минимума в интерференционной картине.
Световые волны, испущенные когерентными источниками S1 и S2, могут распространяться в различных веществах с показателями преломления п1и п2. Разность оптических длин путей двух лучей называется оптической разностью хода:= п2r2 — п1r1. Условие усиления волн:(max) = п2r2 — п1r1= т (т = 0, ± 1, ±2, ...). Условие ослабления волн(min) := п2r2 — п1r1=(2т—1) |/2 (т = 0, ± 1, ±2, ...).
Интерференция света в тонких плёнках. Полосы равного наклона.
В опыте Поля свет от источника S отражается двумя поверхностями тонкой прозрачной плоскопараллельной пластинки.
В любую точку P, находящуюся с той же стороны от пластинки, что и источник, приходят два луча. Эти лучи образуют интерференционную картину.
Полосы равного наклона - чередующиеся тёмные и светлые полосы (интерференционные полосы), возникающие при падении света на плоскопараллельную пластину в результате интерференции лучей, отражённых от верхней и нижней её поверхностей и выходящих параллельно друг другу.
Чтобы лучи AD и СЕ интерферировали, необходимо их совмещение, что достигается для параллельных лучей в бесконечности.
Полосы равной толщины. Кольца Ньятона.
Полосы равной толщины (интерференция от пластинки переменной толщины) — интерференционные полосы, возникающие в результате интерференции от мест одинаковой толщины. Они локализованы вблизи поверхности клина. Каждая из полос возникает при отражении от мест пластинки, имеющих одинаковую толщину.
Кольцами Ньютона называется интерференционная картина, которая образуется в простейшем случае на плосковыпуклой линзе, соприкасающейся в точке О с плоскопараллельной пластиной . Луч 1 дважды прошедший воздушный зазор, в точке С интерферирует с лучом 2. Интерференционная картина имеет вид светлых и темных колец, ибо все точки кольца с радиусом r имеют одинаковую оптическую разность хода и дадут либо усиление, либо ослабление света.