Интерференция света.

Пусть в точку А одновременно поступает монохроматическое плоскополяризованное излучение от двух источников света S₁ и S₂. Если векторы напряженности электрических полей этих волн Е₁ и E₂ имеют в точке А одинаковое направление (рис.), то в этой точке А суммарная напряженность поля Е = E₁+Е₂.

Энергия в единице объема, подсчитанная по суммарной напряженности Е:

Это выражение эквивалентно: I = I₁+I₂+2√I₁I₂·cosδ δ = α₂ –α₁ или в случае некогерентных волн , I = I₁+I₂, т.к. средний во времени <δ> = 0.

Интерференцией света называется сложение нескольких световых волн, в результате которого образуются чередующиеся светлые и темные области, т.е. происходит перераспределение энергии этих волн вдоль фронта волны. Рассмотрим простейший случай интерференции монохроматических световых волн от двух одинаковых источников, которые стали излучать одновременно, поэтому фазы векторов Е₁ и Е₂ зависят только от расстояний х₁ и х₂ (см. рис). Тогда

, (1)

т.к.

В точках, где аргумент косинуса равен нечетному числу π/2, соsω(x₂-x₁)/2c = 0, суммарная напряженность электрического поля Е в любой момент времени равна нулю, и световые волны взаимно «гасятся». Подставляя ω = 2π/Т = 2πс/λ, можно найти расположение тех точек, в которых происходит взаимное «гашение» двух монохроматических световых волн (с одинаковой амплитудой E₀):

; (2)

где k =0,1, 2,... целое число. В точках, отстоящих от источников света S₁ и S₂ на расстояниях, удовлетворяющих условию (2), света не будет. Таким образом, точки с максимумом и минимумом световых колебаний чередуются в пространстве в зависимости от величины x₂ —x₁. Если лучи проходят через разные среды, то (n₂x₂ —n₁x₁). Важно отметить, что для постоянного взаимного гашения или усиления световых волн в какой-либо точке пространства необходимо, чтобы разность фаз волн, приходящих в данную точку, с течением времени не изменялась.

Область пространства, в которой амплитуда результирующей волны усиливается, называется областью конструктивной интерференции, а в которой ослабляется – деструктивной.

Световые волны одинаковой длины волны, которые приходят в данную точку с постоянной (не изменяющейся со временем) разностью фаз, называются когерентными. Когерентные волны дают неизменную со временем интерференционную картину (распределение интенсивности света в пространстве или на экране.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: