2020-06-08
226
Группа ЗИ-11
Преподаватель: Черных Л.С.
| Задание по дисциплине | Дата для проверки | |
| 1 | Изучить материал по теме «Волновая оптика. Интерференция света», составить опорный конспект. | 04.05 |
1. Конспекты подписывать на полях фамилией.
2. Фото конспектов, тестов, самостоятельных работ и т.д. отправлять на электронную почту larisa.chernykh.74@bk.ru
3. Файл называем своей фамилией, названием группы и дисциплины.
Волновая оптика. Интерференция света
Введение
Свет является совокупностью прямолинейных лучей, определенным образом распространяющихся в пространстве. Однако для объяснения свойств некоторых явлений мы не можем пользоваться представлениями геометрической оптики, то есть не можем игнорировать волновые свойства света. Например, при прохождении солнечного света через стеклянную призму на экране возникает картина чередующихся цветных полос (см. Рис. 1), которые называют спектром; при внимательном рассмотрении мыльного пузыря видна его причудливая окраска (см. Рис. 2), постоянно меняющаяся с течением времени. Для объяснения этих и других подобных примеров мы будем использовать теорию, которая опирается на волновые свойства света, то есть волновую оптику.
|
|
|
Рис. 1. Дисперсия света
На этом уроке мы рассмотрим явление, которое называется интерференцией света. С помощью этого явления ученые в XIX веке доказали, что свет имеет волновую природу, а не корпускулярную.
Рис. 2. Мыльный пузырь
Явление интерференции. Пример сложения двух световых волн
Явление интерференции заключается в следующем: при наложении друг на друга в пространстве двух или более волн возникает устойчивая картина распределения амплитуд, при этом в некоторых точках пространства результирующая амплитуда является суммой амплитуд исходных волн, в других точках пространства результирующая амплитуда становится равной нулю. При этом на частоты и фазы исходно складывающихся волн должны быть наложены определенные ограничения.
Пример сложения двух световых волн
Увеличение или уменьшение амплитуды зависит от того, с какой разностью фаз две складывающиеся волны приходят в данную точку.
На рисунке 3 показан случай сложения двух волн от точечных источников 
и 
, находящихся на расстоянии 
и 
от точки M, в которой производят измерения амплитуды. Обе волны имеют в точке M в общем случае различные амплитуды, так как до попадания в эту точку они проходят разные пути и их фазы отличаются.
|
|
|
Рис. 3. Сложение двух волн
На рисунке 4 показано, как зависит результирующая колебания в точке M от того, в каких фазах приходят ее две синусоидальные волны. Когда гребни совпадают, то результирующая амплитуда максимально увеличивается (см. Рис. 4.1). Когда гребень совпадает со впадиной, то результирующая амплитуда обнуляется (см. Рис. 4.2). В промежуточных случаях результирующая амплитуда имеет значение между нулем и суммой амплитуд складывающихся волн (см. Рис. 4.3).
Рис. 4. Результирующее колебание в точке M
Амплитуда колебаний в данной точке мак симальна, если разность хода двух волн, возбуждающих колебание в этой точке, равна целому числу длин волн или четному числу полуволн (см. Рис. 5).
Рис. 5. Максимальная амплитуда колебаний в точке M
,
где 
Амплитуда колебаний в данной точке минимальна, если разность хода двух волн, возбуждающих колебание в этой точке, равна нечетному числу полуволн или полуцелому числу длин волн (см. Рис. 6).
Рис. 6. Минимальная амплитуда колебаний в точке M
,
где
Интерференцию можно наблюдать только в случае сложения когерентных волн. Если волны не когерентны, то в любую точку наблюдения две волны приходят со случайной разностью фаз. Таким образом, амплитуда после сложения двух волн также будет случайной величиной, которая изменяется с течением времени, и эксперимент будет показывать отсутствие интерференционной картины.
