optică val

§ 1 Coerența și undele de lumină monocromatică

Lăsați cele două valuri de aceeași frecvență, suprapuse pe reciproc la un moment dat oscilații excita spațiu aceeași direcție:

Amplitudinea oscilației care rezultă într-un punct dat este dat de

În cazul în care diferența de fază dintre oscilație excitat este constantă în timp, au numit valuri coerente.

Valoarea se numește diferență cale optică egală cu diferența, și lungimi optice. val optic DlinoyS este produsul căii geometric în indicele de refracție n.

unde n - indicele de refracție indică de câte ori viteza luminii în vid (c = viteza luminii 3 x 10 8 m / s) mai mare decât viteza luminii într-un mediu dat - viteza de fază - vph.

Intensitatea Wave I este proporțională cu pătratul amplitudinii I ∼ 2. Și, prin urmare,

deoarece pentru valuri coerente, apoi, în funcție de valoarea cursei optice δ cale diferență la unele puncte de amplificare se va aprinde, iar în altele - atenuarea sa.

și anume va fi o redistribuire a intensității (energia valurilor) în spațiu.

Redistribuirea fluxului luminos în spațiu, în care, la unele puncte apar maxime și minime de intensitate în celălalt, se numește interferență.

O condiție obligatorie a undelor de interferență este coerența lor. Cu toate acestea, din cauza condiției transversale undelor electromagnetice de coerență nu este suficientă pentru a produce un model de interferență. coerentei necesară cu excepția faptului că fluctuațiile vectori câmpuri electromagnetice valuri de interferență a avut loc de-a lungul aceleași sau apropiate direcții, și anume impune ca undele de interferență se propagă într-o singură direcție și planul acestor valuri au fost similare.

Acestea sunt valuri coerente monocromatice - valuri spațiu nelimitat și o anumită frecvență strict constantă. pentru că nici o sursă reală nu oferă lumină monocromatică strict, undele emise de orice sursă de alta decât un laser de lumină, sunt incoerente. Prin urmare, experiența nu se observă interferența luminii din surse de lumină independente, de exemplu, două becuri.

§ 2. Interferența luminii în subțire plan-paralel

optică val
Să considerăm un pahar plan paralel (sau transparent) placă n = 1,5, b grosime (condiție coerență temporală este îndeplinită, adică dacă pentru λ0 = 5 · 10 -7 m și δλ = 20 Å și b = 6 · 10 -8 m). Placa este la un unghi i val monocromatice plane. Placa este situată în aerul nin = 1

Valul de incident este reflectat parțial (∼5 °) de pe suprafața superioară a plăcii (fascicul 1) și parțial refractate (beam AO). val refractată este reflectat parțial (OS fascicul) și parțial refractate (beam 2 „), ajungând la suprafața inferioară a plăcii. Același lucru se întâmplă pe suprafața superioară a plăcii de la punctul C se execută fascicul, în care unda refractată (fascicul 2), se suprapune peste unda reflectată direct din suprafața superioară (fascicul 1). Aceste două valuri sunt coerente. Rezultatul interferenței depinde de magnitudinea δ - diferența de cale optică.

Diferența calea razelor 1 și 2 dobândite înainte ca acestea converg în Vol. C., este

În optica geometrice cunoscute drept de refracție:

La calcularea diferenței de fază dintre δφ oscilații în grinzile 1 și 2 necesitatea pe lângă diferența cale optică δ ia în considerare schimbarea de fază, la o analiză la r. A. Deoarece în Vol. O secțiune este reflectată de la limita de mediu optic mai puțin dens mediu și o mai optic dens (n2> n1. ca NST> 1), faza undei variază m. Și π. In t. Pe reflecție are loc pe mediul de interfață, un mediu optic mai dens la un punct de vedere optic mai puțin dens, astfel încât schimbările în faza de t. On are loc.

. Astfel, schimbarea de fază în tA este posibil să se ia în considerare adăugarea δ (sau scăzut din) o jumătate de lungime de undă în vid - λ / 2. apoi, în cele din urmă

- Diferența cale optică pentru interferența razelor reflectate 1 și 2.

- Diferența căii optice pentru o interferență extindere grinzi 1 „și 2“.

§3 benzi de înclinare egale.

Fîșia de grosime egală.

optică val
Să presupunem că pe placa paralelă (b = const, n = const) se încadrează în două valuri ușoare la unghiurile de incidență și timpul fiecărui punct luate la suprafața plăcii va prelua cele două valuri reflectate, - dintr-un val. diferit de undă b. Diferența cale de grinzi de interferență în m. C val o este egal cu A1, iar pentru unda b este δ 2. Să presupunem că un. pentru că b = const. Apoi din fiecare punct C1. C2. C3. o placă vin la aceeași radiație, prin urmare, nu franjurilor de interferență pe suprafața wafer nu va (suprafața wafer va avea aceeași luminozitate ca funcție a valorilor A 1 - δ 2). Ecranul situat în planul focal al lentilei poate fi observat benzi luminoase care corespund unui val. și întuneric, corespunzătoare val b. Dacă unghiurile de incidență iau valori diferite pe ecran se obțin franje de interferență, fiecare corespunzând la o anumită valoare a unghiului de incidență i1 - banda înclinația egală.

Se spune că benzile de înclinare egale localizate la infinit, deoarece necesare pentru ecranul lor observații situate în planul focal al lentilei. (În planul focal al incidentului raze paralele de pe obiectiv este colectat la punct.)

benzi EXEMPLUL înclinație egală - holograma, pe biletele de călătorie, etichete, etc.

2. Benzile de grosime egală.

Să presupunem că grosimea plăcii nu este constantă (∼ b, n = const).

optică val
Apoi, în toate acele zone ale plăcii unde grosimea b. și în consecință, ö cale diferență sunt egale, există unul și același rezultat ca interferență. Aceasta înseamnă că, de-a lungul unei franjuri interferență întuneric sau lumină formată pe suprafața acestei grosimea plăcii este aceeași.

Benzile de grosime egală localizate pe o suprafață a plăcii. Când au fost observate în benzi de lumină albă sunt vopsite în așa fel încât suprafața conține toate culorile curcubeului. fâșii EXEMPLU grosimi egale: pete de ulei, filme de săpun, etc.

optică val
Inele lui Newton - fâșii egale un exemplu, grosime. Ele sunt observate în reflexie sveta.ot placă de sticlă plană paralel contiguă și o lentilă convexă plano grosime, cu o rază de curbură mare. Rolul unui film subțire de variabilă grosime b. de la suprafață care reflectă undele coerente joacă un decalaj între placă și obiectivul. Lăsați indicele de refracție n al diferenței, grosimea la punctul E egal cu b. Fasciculul de lumină paralelă este incidență în mod normal (i1 = 0 °) pe o suprafață plană lentile de soare de suprafață și este reflectată de suprafața de degajare superioară și inferioară (în m. E și F). Găsim raza r inelelor Newton.

Diferența traseu optic dintre razele reflectate de suprafața de sus și de jos a diferenței este egal cu

λ / 2 ia în considerare defazajul de π la reflexia dintr-un mediu optic mai dens la m. F.

DE O1 a triunghiului ar trebui să fie

raza inelelor lui Newton pentru lumina reflectată.

raza inelelor Newton pentru lumină transmisă.

articole similare