Интерференция и дифракция света

Определение. Явление наложения световых пучков, в результате которого наблюдается перераспределение интенсивности света в пространстве – явление ИНТЕРФЕРЕНЦИИ.

В этом определении сделан акцент на двух положениях:

1) Наблюдение: имеется ввиду, что наблюдаемые явления можно зафиксировать прибором.

2) Интенсивность: мы не можем наблюдать (зафиксировать прибором) само , фиксируется лишь интенсивность .

Замечания:

1. У любого оптического прибора (да и вообще прибора) есть время срабатывания . Для глаза это 0,2 секунды, для самых точных приборов – наносекунды. Но много это или мало? С точки зрения скорости света – безумно много. Зеленая (средняя) линия света имеет период , таким образом, число пропущенных длин волн за время срабатывания будет !

S1

S2

A

2.Мы наблюдаем среднее значение I, как

минимум, за время срабатывания.

При сделанных замечаниях, найдём результат

сложения лучей от двух источников.

здесь

Найдём интенсивность сложения

Здесь называют интерференционным слагаемым.

Если , суммарная интенсивность становится больше суммы интенсивностей источников, если , то меньше.

Теперь нужно найти среднее значение интенсивности за некоторое время (не менее времени срабатывания прибора наблюдения)

1) Если свет естественный, то , Косинус принимает значения при суммировании

поведение вектора Е). Тогда - естественный свет не интерферирует.

2) Чтобы интерференционное слагаемое было отличным от нуля (не важно, в меньшую или большую сторону), необходимо: чтобы не будет зависеть от

времени Такой свет – когерентный. Тогда

Во втором случае можно выделить условия максимума и минимума:

· Максимум: – четное число полуволн

· Минимум: , аналогично, – нечетное число полуволн.

По сути, интерференция позволяет сделать запись световой волны не только по интенсивности, но и по фазам (расстояниями от объекта до прибора), превращая разности хода в амплитуды