Интерференция света

Волновая оптика - это раздел оптики, в котором свет рассматривается как электромагнитная волна.

Томас Юнг (англ. Thomas Young; 13 июня 1773, Милвертон, графство Сомерсет 10 мая 1829, Лондон) английский физик, врач и астроном, один из создателей волновой теории света

Интерференция явление наложения волн с образованием устойчивой картины максимумов и минимумов амплитуды колебаний. Интерференция возможна, если источники волн когерентны.

Условие наблюдения интерференции: наблюдается только при наложении волн от когерентных источников, т.е. таких, которые колеблются с одинаковой частотой и постоянным сдвигом фаз (осветитель с прямой нитью накала).

Наблюдение интерференции от естественного света Чтобы наблюдать на опыте интерференцию света, нужно световой пучок от какого-либо источника света разделить на два пучка, а затем, заставив их пройти различные пути, снова свести вместе.

Интерференционный опыт Юнга

Условие максимума интерференционной картины: Δd = k λ, где k=0;1;2;3;… Δd –разность хода волн λ – длина волны

Разность хода (d 2 – d 1 )=d равна четному числу полуволн или целому числу волн

Условие минимума интерференционной картины: где k=0;1;2;3;… Δd –разность хода волн λ – длина волны

Разность хода (d 2 – d 1 )=d равна нечётному числу полуволн

При отражении света от двух границ воздушного зазора между выпуклой поверхностью линзы и плоской пластиной возникают интерференционные кольца – кольца Ньютона кольца Ньютона

Применение интерференции в технике: Просветление оптики; Интерферометры; Контроль качества полированных и шлифованных поверхностей.

Проявление интерференции в природе: Радужные цвета тонких плёнок; Окраска крыльев бабочек; Окраска перьев птиц. Окраска морских ракушек

Дифракция – явление огибания волной препятствия: 1. Если препятствие сравнимо с длиной волны, то волна его огибает; 2. Если препятствие больше длины волны, то волна гасится этим препятствием.

Границы применения геометрической оптики свет распространяется прямолинейно только в том случае, если размеры препятствий на пути света много больше длины световой волны

Дифракционная решетка оптический прибор, который представляет собой пространственную оптическую структуру с периодом порядка длины световой волны

Суть явления Фронт световой волны разбивается штрихами решётки на отдельные пучки когерентного света. Эти пучки претерпевают дифракцию на штрихах и интерферируют друг с другом. Так как для разных длин волн максимумы интерференции оказываются под разными углами (определяемыми разностью хода интерферирующих лучей), то белый свет раскладывается в спектр.

Период решетки - d

Условия интерференционных максимумов дифракционной решётки dsin =k d период решётки, угол максимума данного цвета, k порядковый номер максимума, отсчитанный от центра картинки, длина волны.

Преимущество дифракционных решеток перед другими спектральными приборами заключается в том, что спектр получается более ярким. Интенсивность в главном максимуме пропорциональна квадрату полного числа щелей дифракционной решетки.