Теоретическое введение. Свет имеет двойственную корпускулярно-волновую природу

Свет имеет двойственную корпускулярно-волновую природу. Однако в зависимости от условий распространения и характера взаимодействия с веществом в одних случаях более отчетливо проявляются волновые свойства света, а в других − корпускулярные, то есть в одних случаях свет ведет себя как электромагнитная волна, в других − как поток частиц (фотонов). К явлениям, в которых проявляются волновые свойства света, относится явление интерференции.

Интерференция − это явление, возникающее при наложении двух (или более) электромагнитных волн, имеющих одинаковый период колебаний, и выражающееся в перераспределении энергии электромагнитных волн в пространстве. Интерференцию света можно объяснить, рассматривая интерференцию волн. Необходимым условием интерференции волн является их когерентность. Когерентность − это согласованное протекание во времени и пространстве нескольких колебательных или волновых процессов. Волны называются когерентными, если разность их фаз в любой точке светового поля остается постоянной во времени. Очевидно, что когерентными могут быть лишь волны, имеющие одинаковую частоту ω, а следовательно, и период Т. Для получения когерентных световых волн применяют метод разделения волны, излучаемой одним источником, на две части, которые после прохождения разных оптических путей накладываются друг на друга. В результате этого в одних местах возникают максимумы, а в других − минимумы интенсивности света. Наблюдаемое в этом случае распределение интенсивности света в пространстве и называется интерференционной картиной.

В данной работе когерентные волны получаются с помощью бипризмы Френеля (БП), которая представляет собой две призмы с малыми преломляющими углами, сложенные основаниями.

Выходящий из источника (щели) S пучок света после преломления в бипризме разделяется на два пучка, как бы исходящих от двух когерентных мнимых источников S₁ и S₂. Так как световые волны, прошедшие через одну и вторую призмы, когерентны, то в пространстве за бипризмой будет наблюдаться интерференционная картина. Если за бипризмой Френеля расположить экран, то на нем можно наблюдать интерференционную картину, состоящую из чередующихся светлых и темных полос (рис. 51).