ПРОСТРАНСТВЕННАЯ И ВРЕМЕННАЯ КОГЕРЕНТНОСТЬ. Временная когерентность – характеризует монохроматичность источника излучения Время когерентности к – наименьший. - презентация

1 ПРОСТРАНСТВЕННАЯ И ВРЕМЕННАЯ КОГЕРЕНТНОСТЬ. Временная когерентность – характеризует монохроматичность источника излучения Время когерентности к – наименьший интервал времени, в течение которого фазу и амплитуду квазимонохроматической волны можно считать постоянными. Длина когерентности L к – расстояние, на которое распространилась волна, за время в течение которого ее фаза и амплитуда оставались постоянными. Если характерная длина волнового цуга (для вакуума Lk = c ·tk) меньше (ОРХ), цуги не перекрываются, когерентности не хватает, интерференция не наблюдается. Если же оптическая разность хода столь мала, что скоррелированные волновые пакеты перекрываются во времени, то с той или иной видностью наблюдается интерференция. Рис. 3.1 Взаимное положение двух волновых цугов по мере увеличения разности хода

2 ПРОСТРАНСТВЕННАЯ И ВРЕМЕННАЯ КОГЕРЕНТНОСТЬ. Пространственная когерентность – характеризует протяженность источника излучения Ширина когерентности: Угол когерентности к – угловой размер из точки наблюдения – разность хода от краев источника, L – линейный размер источника Рис. 3.2 К определению угла когерентности

3 3 МЕТОД ДЕЛЕНИЯ ВОЛНОВОГО ФРОНТА Методы построения двухлучевых интерференционных схем метод деления амплитуды метод деления волнового фронта - выделение различных частей единого волнового фронта с последующим переналожением колебаний от этих сепаратных волн.

4 4 МЕТОД ДЕЛЕНИЯ ВОЛНОВОГО ФРОНТА. ОПЫТ ЮНГА В опыте Юнга были реализованы условия когерентности: первичная щель обеспечивает пространственную когерентность, а цветное стекло для четкого наблюдения неокрашенных полос - временную когерентность. Рис. 3.3 Опыт Юнга Ширина интерференционной полосы:

5 СХЕМЫ НАБЛЮДЕНИЯ ИНТЕРФЕРЕНЦИИ МЕТОДОМ ДЕЛЕНИЯ ВОЛНОВОГО ФРОНТА Бипризма Френеля, представляющая собой две призмы, соединенные основаниями, формирует два мнимых источника. Преломляющий угол обеих половин одинаков и чрезвычайно мал: ребро ее отличается от 180° на единицы угловых минут. Расстояние между источниками: Ширина интерференционной полосы: Рис. 3.4 Бипризма Френеля

6 СХЕМЫ НАБЛЮДЕНИЯ ИНТЕРФЕРЕНЦИИ МЕТОДОМ ДЕЛЕНИЯ ВОЛНОВОГО ФРОНТА Билинза Бийе изготавливается из единой линзы путем ее разрезания по диаметру и раздвигания половин на некоторое расстояние поперек оптической оси. Другой вариант использования: вырезание вдоль диаметра тонкого пояса и склеивание оставшихся половин. В обоих случаях формируются два действительных источника. Расстояние между источниками: Ширина интерференционной полосы: F – фокусное расстояние линзы Рис. 3.5 Билинза Бийе

7 СХЕМЫ НАБЛЮДЕНИЯ ИНТЕРФЕРЕНЦИИ МЕТОДОМ ДЕЛЕНИЯ ВОЛНОВОГО ФРОНТА В схеме зеркал Френеля расстояние между мнимыми источниками равно произведению удвоенного угла между зеркалами на расстояние от точки S до ребра бизеркала. Расстояние между источниками: Ширина интерференционной полосы: Рис. 3.6 Бизеркала Френеля

8 СХЕМЫ НАБЛЮДЕНИЯ ИНТЕРФЕРЕНЦИИ МЕТОДОМ ДЕЛЕНИЯ ВОЛНОВОГО ФРОНТА В зеркале Ллойда интерферируют пучки от самого источника S и его мнимого изображения S в плоском зеркале M, размещаемом как можно ближе к источнику. Поскольку один из пучков (отраженный) претерпевает фазовый сдвиг, то положения максимумов и минимумов интерференции меняются местами. Рис. 3.7 Зеркало Ллойда Оптическая разность хода (ОРХ):