Пространственная когерентность

Рис. 3.17

Разбросу частот  согласно формуле  соответствует разброс значений (модуля) волнового вектора .

Пространственная когерентность связана с разбросом вектора . Возникновение в некоторой точке пространства колебаний с разными  возможно, если ширина источника конечна и волны испускаются разными участками протяженного, не точечного объекта. Вернемся к опыту Юнга, в котором размеры отверстий отличны от точечных, т. е. волновые векторы в точке будут изменятся в некотором угле . Отдельные участки источника света будут возбуждать колебания никак не связанные между собой и создавать свои интерференционные картины. Результирующая интерференционная картина будет формироваться наложением интерференционных полос, создаваемых отдельными участками источника.

Рис. 3.18

Тогда смещение интерференционной картины .

Если смещение полос D х много меньше периода Т, то максимумы различных интерференционных картин практически наложатся друг на друга и картина будет такой же как от точечного источника. Картина будет различима при условии

                                

или                          .

Рис. 3.19

Формула определяет угловые размеры источника при котором мы еще наблюдаем интерференцию.

Радиус когерентности.

Определим наибольшее d  :     

Солнце      j =0,01 раз

       l =0,5 m

                                                                                r_ког =0,5 / 0,1 =50 mm

Интерферометры.

Рис.3.20. Оптическая схема интерферометра

Интерферометры- оптические приборы, в которых измерения производятся на основе явления интерференции.

Интерферометр Майкельсона. Рассмотримоптическую схему интерферометра. Если зеркала строго перпендикулярны оптической оси, то волны возвращаются по тому же направлению, что и пришли. Если одно расстояние L₁, а второе L₂, то волна от зеркала М₂ запоздает на величину  - это разность хода.

Если разность хода , то наблюдается минимум интенсивности. Для разности фаз должно выполняться условие .

В общем случае условие max:

Рис. 3.21

                              ; max:

min:                     

Условие min:         ;

      

Это полосы бесконечной ширины.

Яркое поле.

Темное поле.

 

                       

           

 

 

Если волны под углом, то образуются полосы конечной ширины, и период полос, как сказано раньше, определяется

Рис. 3.22

Зеркала Френеля.

,

Рис. 3.23

Бипризма Френеля.

Зеркало Ллойда.

Рис. 3.24

Интерферометр Релея.                                                     D_опт = Ln₂-Ln₁=DnL

Служит для определения показателя преломления с высокой точностью.

L»2м. Dn ~10^-7¸10^-8

Наиболее широко используется для определения показателя преломления газов.