Интерференция- перераспред. света в пространстве.
Оптика. Учение о свете.
Свет - электромагнитное излучение, обладающее волновыми и квантовыми свойствами.
Квант – частица (корпускула).
Волновые свойства.
Свет - поперечная электромагнитная волна ( ).
, E0,H0 - амплитудные значения,
- круг. Цикл. частота,
- частота. Рис.1.
V – скор. Распр. волны в данной среде. V=C/n, где C- скорость света (в вакууме C=3*108 м/с), n- показатель преломления среды (зависит от свойств среды).
,
- диэлектрическая проницаемость,
- магнитная проницаемость.
- фаза волны.
Ощущению свет обязаны электромагнитной составляю волны ( ).
- длина волны, равна пути, пройденному волной за период (
;
).
Диапазон видимой части света: =0,4
0,75 мкм.
;
4000 - короткий (фиолетовый); 7500 – длинный (красный).
Квантовые свойства света.
С точки зрения квантовой теории свет испускается, распространяется и поглощается отдельными порциями – квантами.
Характеристики фотона.
1. Масса. ; m0- масса покоя.
Если m0 0 (фотона) , то т.к. V=C, m=
– чушь, следовательно m0=0 – движущийся фотон. Следовательно, свет остановить нельзя.
Поэтому масса фотона должна рассчитываться из релятивистской формулы для энергии. E=mC2, m=E/C2.
2. Энергия фотона. E=mC2.
В 1900 Макс Планк – немецкий физик выводит для энергии фотона следующую формулу: .
h=6,62*10-34 Дж*с - постоянная Планка.
Импульс.
p=mV=mC=mC2/C=E/C=h/
; p-характеристика частицы,
-характеристика волны.
Волновая оптика.
Интерференция- перераспред. света в пространстве.
Наложение световых волн, в результате которого в одних местах пространства происходит усиление интенсивности света, а в других – ослабление. То есть происходит перераспределение интенсивности света в пространстве.
Условием наблюдения интерференции является когерентность световых волн (волны, которые удовлетворяют условию: -монохроматические волны;
– фаза волны постоянна в данной точке пространства с течением времени).
РАСЧЕТ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫХ КАРТИН.
Источники- когерентные волны. ; * - точ. источник.
Темная и светлая полоса.
1.Если l~d, то картина неразличима, поэтому, чтобы что-то увидеть, надо 2.l<<d тогда
.
В точке М происходит наложение двух когерентных волн.
, d1,d2 -метры, пройденные волнами;
-разность фаз.
Темнее/светлее- интенсивность. (пропорциональна).
Если волны не когерентные: (среднее значение за период).
(суперпозиция, наложение).
Если – когерентные: ;
;
- имеет место интерференция света (перераспределение света).
; если
(оптическая разность хода волн); n-показатель преломления; (d2-d1)-геометрическая разность хода волн;
-длина волны (путь, который волна проходит за период).
-основная формула интерференции.
В зависимости от пути , они приходят с различным
. От последнего зависит Iрез.
1. Iрез. max.
Это условие максимума интерференции света, потому как при этом волны приходят в одинаковой фазе и поэтому усиливают друг друга.
n-коэффициент кратности; -означает, что интерференционная картина симметрична относительно центра экрана.
Если фазы совпадают, то амплитуды не зависят от фаз.
- Так же условие максимума.
2. Iрез. min.
; k=0,1,2…;
.
- Это условие минимума, т.к. при этом волны приходят в противофазе и гасят друг друга.