Способи спостереження інтерференції світла

Для одержання когерентних джерел світла вдаються до штучного прийому: розділяють пучок світла від одного джерела на два чи кілька пучків, які йдуть в різних напря­мах, а потім знову зводять і накладають один на одного. Якщо ці пучки пройдуть різну відстань, то між ними виникне різниця фаз, обумовлена різницею їх ходу. При накладанні пучків мають виникнути інтерференційні яви­ща. Це розділення пучка на два можна здійснити різними способами. Наприклад, за допомогою біпризми (мал. 103). Біпризма — це дві вузькі призми, складені малими осно­вами.

Поставимо перед біпризмою джерело S монохроматич­ного випромінювання, тобто випромінювання з однією строго визначеною частотою коливань. Його можна дістати за допомогою світлофільтра, який пропускає світло одного кольору, точніше — однієї частоти коливань. На екрані Е виникне інтерференційна картина, на якій чергуються світлі і темні смуги, а посередині знаходиться світла смуга. Світлі смуги інтерференції мають колір світлофільтра, установленого перед джерелом світла.

Виникнення інтерференційної картини пояснюється так. Усі промені, падаючи на верхню призму, після залом­лення в ній ідуть так, ніби вийшли з точки S\, яка є уявним зображенням джерела світла S. Аналогічно промені після заломлення в нижній призмі йдуть так, ніби вийшли з точки S2. Таким чином, на всій поверхні екрана відбуває-

 

ться накладання когерентних променів, які ніби йдуть від двох уявних і когерентних джерел світла Si і S_:>.

Посередині інтерференцій­ної картини на екрані проти джерела світла видно світлу смугу, оскільки в цьому місці екрана когерентні хвилі накла­даються з однаковими фазами. Це пояснюється тим, що при віддаленні від центральної світлої смуги на екрані різ­ниця ходу променів зростає,

і коли вона досягає , на

екрані по обидва боки від світлої смуги з'являються темні смуги. Коли різниця ходу про­менів буде К на екрані будуть

світлі смуги, потім при —

темні смуги і т. д.

Якщо на біпризму спряму­вати світло іншого кольору, то спостерігатиметься анало­гічна інтерференційна кар­тина, але відстані між світли­ми і темними смугами будуть іншими. Наприклад, при освіт­ленні біпризми червоним світ­лом відстані між смугами виявляються більшими, ніж при освітленні зеленим чи синім.

А що спостерігатиметься на екрані при освітленні біпризми білим світлом? У цьому випадку спостерігати­меться така інтерференційна картина: в центрі буде видно білу світлу смугу, а по обидва боки від неї — кольорові смуги, забарвлені всіма кольорами райдуги. Виникнення різнокольорових смуг легко пояснити. Припустимо, що для якоїсь точки А екрана (мал. 104) різниця ходу проме­нів дорівнює цілому числу довжин хвиль червоного світла, а для хвиль світла іншого забарвлення ця умова не виконується. Однак для іншої точки В екрана різниця ходу променів дорівнює цілому числу довжин хвиль вже зеленого світла, а для світла іншого забарвлення (у тому

числі й червоного) ця умова не виконується. Для точки С різниця ходу променів дорівнюватиме цілому числу дов­жин хвиль уже для фіолетового світла. Опустивши у точки

перпендикуляри , можна обчислити

різницю ходу променів.

Дістати когерентні світлові пучки можна за допомогою дзеркал Френеля. Якщо на два плоских дзеркала ,

розміщених під кутом майже 180° одне до одного (мал. 105), спрямувати пучок світла, то він роздвоюється і від кожного дзеркала світло поширюється розбіжним пучком. Після відбивання обидва пучки накладаються один на одного й інтерферують. На екрані виникає така сама інтерференційна картина, як тоді, коли екран освітлюється когерентними джерелами (уявними

зображеннями джерела світла S в дзеркалах).

? 1. У чому.полягав явище інтерферетцї світла? 2. При якій умові івтерферуючі хвилі підсилюють одна одну? взаємно пвслаблюготь?

Що необхідно для утворення стійкої інтерференційної картини?

4. Які хвилі є когерентними? 5. Як можна одержати когерентні
світлові хвилі?