Интерференция и дифракция

Ньютон утверждал, что свет состоит из корпускул (частиц). Льюис утверждал, что свет является волной.

Интерференция.

Если в среде распространяется сразу несколько волн, то они просто накладываются одна на другую не вызывая возмущений друг друга. Это принцип суперпозиции волн. В случае, когда колебания, обусловленные отдельными волнами в каждой из точек среды, обладают постоянной разностью фаз, волны называются когерентными. При сложении когерентных волн возникает явление интерференции, заключающееся в том, что колебания в одних точках усиливают, а в других точках ослабляют друг друга.

Электромагнитная теория Максвелла объясняет факты. Максвелл открыл электромагнитную природу света. Система уравнений Максвелла описывает математически четыре факта эксперимента.

1. Линии электромагнитного поля начинаются на зарядах и заканчиваются на зарядах или на бесконечности.

1. Линии магнитного поля замкнуты. Дивергенция – расхождение векторов.

1. В результате изменения магнитного поля возможно возникновение переменных вихрей вне электромагнитного поля.

1. Изменение электрического поля и токи смещения ведут к возникновению вихрей магнитного поля.

При рассмотрении электромагнитной волны рассматриваются колебания вектора E – этот вектор получил название световой вектор. Почему мы рассматриваем только его? Да потому что все определяется только этим вектором.

Волна распространяется в пространстве.

w - круговая частота, k – волновой вектор, х – координата (т.к. свет можно рассматривать в одномерном пространстве).

Тогда: k = w/v

А что делать с двумя электромагнитными волнами?

из формул тригонометрии знаем, что:

Примем что амплитуда:

Что мы воспринимаем от света? Его интенсивность, а она пропорциональна амплитуде. Интенсивность. В зависимости от разности фаз амплитуда будет изменяться.

I – интенсивность света, может меняться от нуля до учетверенной интенсивности так как: cos Є [-1;+1] следовательно: 0 < I <4 Eo² черные полосы соs -1; светлые cos +1.

Деструктивная интерференция – волны гасят друг друга (поглощают).

Конструктивная интерференцияявляется еще одним видом интерференции. Здесь волны усиливают друг друга.

Поперечные волны имеют большое значение. Важна поляризация для поперечных волн (плоскополяризованные волны, плоскость поляризации, циркулярно поляризующийся свет).

Дифракция – явление огибания света препятствий. Появление в области геометрической тени освященного участка. Свет в области тени называют пятном Пуассона.