Интереференция света.Когерентные источники. Условие максимума и минимума.

Оптика

Интереференция света.Когерентные источники. Условие максимума и минимума.

Интерференция - это явление усиления колебаний в одних точках пространства и ослабления колебаний в других точках в результате наложения двух или более волн, приходящих в эти точки. При наложении двух (или нескольких) световых волн происходит пространственное перераспределение светового потока, в результате чего в одних местах возникают максимумы интенсивности (наибольшее усиление волн), а в других – мини­мумы интенсивности (наибольшее ослабление). Необходимым условием наблюдения устойчивой интерференционной картины является когерентность складываемых волн. Когерентными называются волны одинаковой частоты, колебания в которых отличаются постоянной во времени разностью фаз.

Когерентными называются источники света одинаковой частоты, обеспечивающие постоянство разности фаз для волн, приходящих в данную точку пространства.

Условия максимума и минимума интенсивности (формула стр 341)

Максимум интенсивностипри интерференции наблюдается тогда, когда оптическая разность хода равна целому числу длин волн(четному числу полуволн).

Минимум интенсивности при интерференции наблюдается тогда, когда оптическая разность хода равна нечетному числу полуволн.

Интерференция в тонких пленках. Просветление оптики.

Хорошо известно, что пятна бензина на поверхности воды или поверхность мыльного пузыря имеют радужную окраску. Радужную окраску имеют и прозрачные крылья стрекоз. Возникновение окраски объясняется интерференцией световых лучей, отраженных

Отражение лучей в тонкой пленке от передней и задней сторон тонкой пленки. Пусть луч 1 монохроматического света падает из воздуха на переднюю, поверхность мыльной пленки под некоторым углом α. В точке падения наблюдаются явления отражения и преломления света. Отраженный луч 2 возвращается в воздушную среду. Преломленный луч отражается от задней поверхности пленки и, преломившись на передней поверхности, выходит в воздушную среду (луч 3) параллельно лучу 2.Пройдя через оптическую систему глаза, лучи 2 и 3 пересекаются на сетчатке, где и происходит их интерференция. Расчеты показывают, что для мыльной пленки, находящейся в воздушной среде, разность хода между лучами 2 и 3 вычисляется по формуле

Различие связано с тем, что при отражении света от оптически более плотной среды его фаза изменяется на π, что равносильно изменению оптической длины пути луча 2 на λ/2. При отражении от менее плотной среды изменения фазы не происходит. У пленки бензина на поверхности воды отражение от более плотной среды происходит дважды. Поэтому добавка λ/2 появляется у обоих интерферирующих лучей. При нахождении разности хода она уничтожается.

Просветление оптики.Явление интерференции света находит широкое применение в современной технике. Одним из таких применений является «просветление» оптики. В современных оптических системах используются многолинзовые объективы с большим числом отражающих поверхностей. Потери света при отражении могут достигать 25 % в объективе фотоаппарата и 50 % в микроскопе. Для уменьшения интенсивности отраженного света объектив покрывают прозрачной пленкой, толщина которой равна ¹/₄ длины волны света в ней. Покрытие оптических поверхностей специальными пленками называют просветлением оптики, а сами оптические изделия с такими покрытиями - просветленной оптикой.

Интерферометры и их применение. Понятие об интерференционном микроскопе.

Интерферометры - приборы, действие которых основано на интерференции света, с их помощью измеряют с высокой степенью точности длин волн, небольших расстояний, показателей преломления веществ и определения качества оптических поверхностей. Интерференционный микроскоп- сочетание двухлучевой интерферометр и микроскоп, используют в биологии для измерения показателя преломления, концентрации сухого вещества и толщины прозрачных микрообъектов. (схема стр 347)

Дифракция света. Условие возникновения дифракции.

Дифракцией света называется комплекс явлений, которые обусловлены его волновой природой и наблюдаются при распространении света в среде с резкими неоднородностями.

Поляризация света на границе двух диэлектриков, при двойном лучепреломлении.

При отражение от границы двух диэлектриков естественный свет частично поляризуется. В отражение луча преобладают колебания, перпендикулярные плоскости падения, а в преломленном - параллельные ей. Граница раздела двух диэлектриков или диэлектрика и вакуума служит поляризатором.(стр 367-369)

Вращение плоскости поляризации впервые было обнаружено на кристаллах кварца, заключается в повороте плоскости поляризации плоскополяризованного света при прохождении через вещество. Вещества, обладающие таким свойством, называют оптически активными. Формула (стр 372)

Существуют две модификации кварца кварца, каждая из которых поворачивает плоскость поляризации в определенном направление: по часовой стрелки –правовращающий(положительный), против часовой стрелки – левовращающий (отрицательный). Поляриметрия — это оптический метод исследования, основанный на способности оптически активных соединений вращать плоскость колебания линейно поляризованного света. Этот метод используют в медицине для определения концентрации сахара в моче, в биофизических исследованиях. Соответствующие измерительные приборы называются поляриметрами и сахариметрами.

Тепловое излучение – это электромагнитное излучение, испускаемое веществом и возникающее за счет его внутренней энергии. Энергетическая светимость тела- это поток E,испускаемой поверхностью тела по всем направлениям. Формула(лекция)

Абсолютно черное тело- это тело, поглощающая способность которого равна 1, для любых длин волн и любой температуры, т.е. АЧТ поглощает все падающее на него излучение. Серое тело — это такое тело, коэффициент поглощения которого не зависит от частоты, а зависит только от температуры

Оптика

Интереференция света.Когерентные источники. Условие максимума и минимума.

Интерференция - это явление усиления колебаний в одних точках пространства и ослабления колебаний в других точках в результате наложения двух или более волн, приходящих в эти точки. При наложении двух (или нескольких) световых волн происходит пространственное перераспределение светового потока, в результате чего в одних местах возникают максимумы интенсивности (наибольшее усиление волн), а в других – мини­мумы интенсивности (наибольшее ослабление). Необходимым условием наблюдения устойчивой интерференционной картины является когерентность складываемых волн. Когерентными называются волны одинаковой частоты, колебания в которых отличаются постоянной во времени разностью фаз.

Когерентными называются источники света одинаковой частоты, обеспечивающие постоянство разности фаз для волн, приходящих в данную точку пространства.

Условия максимума и минимума интенсивности (формула стр 341)

Максимум интенсивностипри интерференции наблюдается тогда, когда оптическая разность хода равна целому числу длин волн(четному числу полуволн).

Минимум интенсивности при интерференции наблюдается тогда, когда оптическая разность хода равна нечетному числу полуволн.