Волновая оптика. Интерференция

1.

Волновая оптика
Интерференция

2.

Спектр видимого излучения
Спектр
распределение интенсивности ЭМ волн
по длинам волн или частотам
Монохроматическая
волна
волна, имеющая постоянную
амплитуду и постоянную частоту
Цвет
Длина волны λ, нм
Каждый Красный
620…760
Охотник Оранжевый
590…620
Желает Желтый
550…590
Знать Зеленый
500…550
Где Голубой
480…500
Сидит Синий
450…480
Фазан Фиолетовый
380…450

3.

Интерференция света
От лат. inter – взаимно, между собой
и ferio – ударяю, поражаю —
взаимоподавление одновременно
осуществляющихся процессов
Явление пространственного перераспределения
энергии излучения при наложении
двух или нескольких световых волн
Проявляется во взаимном усилении световых
волн
в одних точках пространства
и ослаблении – в других
Наблюдается устойчивая картина
чередующихся максимумов
и минимумов интенсивности света

4.

Явление перераспределения в пространстве
интенсивности
электромагнитного
поля,
возникающее при наложении двух или
нескольких когерентных волн называется
интерференцией.
Если разность фаз возбуждаемых волнами
колебаний остается постоянной во времени, то
волны называются когерентными.
( 1 2 ) const
В зависимости от их разности фаз мы
получаем минимум или максимум
интенсивности в данной точке.
4

5.

Условия наблюдения интерференции
Необходимое
условие
согласованное протекание
во времени и пространстве
нескольких волновых процессов
Когерентность
волн
Волны одной природы!
1. монохроматичность волн
const const
постоянство разности фаз
const
2. параллельность
световых векторов
При суперпозиции
(наложении) таких волн
У двух разных источников света
никогда НЕ сохраняется постоянная
разность фаз волн
E1 E2
n
E Ei
i 1
const
их лучи НЕ интерферируют
и наблюдается
интерференционная
картина

6.

Пусть в некоторую точку пространства
приходят две световые волны одинакового
направления.
A 1 cos( t 1 ),
A 2 cos( t 2 ).
Амплитуда суммарного колебания определяется по
правилу
сложения
двух
колебаний
одинакового
направления
A =A +A +2A1A 2 cos( 1 2 ).
2
2
1
2
2
Соответственно, выражение для интенсивности суммы
колебаний электромагнитных волн имеет вид
I=I1 +I 2 +2 I1I 2 cos( 1 2 ).

7.

При суперпозиции когерентных волн в одних
точках пространства возникают максимумы, а в
других – минимумы интенсивности.
Если оптическая разность хода равна целому
числу длин волн, то волны в точке сложения
колеблются синфазно, так как разность фаз
равна числу кратному 2π.
2 m
Условие
получения
максимума:
2m
2
интерференционного
= m (m = 0, 1, 2,...)
max

8.

Интенсивность результирующей волны
Интенсивность волны при сложении двух когерентных волн