1 Л.38 (31) Интерференция света (ЭМВ) Интерференция – устойчивое перераспределение энергии в пространстве при наложении когерентных волн Когерентные волны. - презентация

1 1 Л.38 (31) Интерференция света (ЭМВ) Интерференция – устойчивое перераспределение энергии в пространстве при наложении когерентных волн Когерентные волны – одинаковые длины волн и разность фаз со временем не изменяется

2 4 Базовый интерференционный эксперимент: опыт Юнга – двухлучевая интерференция от двух щелей Видность интерференционной картины (ИК)

3 6 Как и почему возникает ИК (чередование максимумов и минимумов)? Качественная картина… Интерференционный минимум интенсивности Интерференционный максимум интенсивности

4 8 Интенсивность – среднее значение ППЭ Плотность энергии ЭМВ Как и почему возникает ИК (чередование максимумов и минимумов)? Математическое описание… Результирующая НЭП

5 10 Как и почему возникает ИК (чередование максимумов и минимумов)? Математическое описание 1-я волна выходит из точки 1, имея фазу и приходит в точку 3, спустя время t я волна выходит из точки 2, имея фазу и приходит в точку 3, спустя время t 23. Оптическая длина пути Оптическая разность хода двух волн

6 Рецепт построения векторных диаграмм Каждое слагаемое-колебание - стрелка Амплитуда колебания – длина стрелки Фаза колебания – угол между положительным направлением горизонтальной оси и стрелкой, положительный – против часовой стрелки 12 Проще всего получать математическое описание интерференции методом векторных диаграмм (сложение колебаний!)

7 14 Горизонталь- ная ось, по отношению к которой отсчитываетс я фаза колебаний Вся диаграмма «вра- щается», но взаимное расположение век- торов неизменно (когерентность)

8 16 Распределение интенсивности в двухлучевой (ИК) для идеально когерентных волн В простейшем случае начальные фазы одинаковы

9 18 возникают максимумы двухлучевой ИК В точках, для которых возникают минимумы двухлучевой ИК Интерференция – устойчивое перераспределение энергии в пространстве при наложении когерентных волн

10 2020 Разность хода интерферирующих лучей в опыте Юнга

11 22 Полосы равного наклона: интерференция на тонкой однородной плёнке (неизменной толщины) Функция Хэвисайда («ступенька») от угла Брюстера

12 24 Полосы равной толщины: интерференция на тонкой клиновидной плёнке Связь расстояния между интерференционными полосами с углом при вершине клина

13 Полосы равной толщины: интерференция на тонкой клиновидной воздушной плёнке 26

14 Полосы равной толщины в белом свете: разложение в спектр в результате интерференции на тонкой клиновидной плёнке (мыльные пузыри, т.н. «голограммы» на акцизных марках) 28

15 Интерференция в тонких плёнках для оптических приборов: просветлённая оптика 30 1) Отражённый сигнал сильно подавлен (блик от бинокля или оптического прицела), технология стелс для самолётов 2) Сквозь линзу проходит намного больше света – хорошо для фотоаппаратов и видеокамер

16 Интерференция для материаловедения: рентгеноструктурный анализ – интерференция рентгеновского излучения 32

17 Френсис Крик ( ) Джеймс Уотсон (1928) Интерференция для биологии: структура молекулы ДНК Морис Уилкинс ( ) Нобелевская премия 1962 года

18 36 Распределение интенсивности в двухлучевой (ИК) с учётом неидеальной когерентности волн

19 38 Как и почему возникает ИК (чередование максимумов и минимумов)? Фотоны и векторные диаграммы…

20 4040 С увеличением числа интерферирующих волн интенсивность в максимумах резко возрастает, а максимумы становятся всё уже Многолучевая интерференция Для некогерентных волн

21 4242 Многолучевая интерференция: фазированная антенная решётка (ФАР)