Получение когерентных волн
Волновая оптика
1)Шкала.Весь спектр ЭМВ делят на: низкочастотное излучение, радиоволны,
оптические, рентгеновское и γ-излучения. Оптический диапазон (в вакууме):
УФИ λ = 10 – 400 нм; видимое λ= 400 – 760 нм; ИКИ λ= 760 – 1000 нм
2)Показатель преломления. Основное действие света связано с Ē , показатель
преломления 
(с – скорость света в вакууме, 
- фазовая скорость
волныв среде, ε – диэлектрическая проницаемость среды), т.е. оптические свойства среды связаны с электрическими. 
, что приводит к дисперсии
(зависимость n и от λ). n характеризует оптическую плотность среды (больше
n – плотнее среда). В веществе 
.
3)Интенсивность (I) – модуль среднего по времени значения плотности потока
энергии.
~ ЕmHm . Установлено , что 
, где 
- амплитуда Ē.
· В изотропных средах 
направлен по касательной к лучу.
Луч – линия, нормальная к волновой поверхности.
4) Световая волна: поперечная, естественный свет – Ē колеблется в самых разных направлениях, нормальных к 
.
5) Излучение светящегося тела слагается из волн атомов. Атом излучает в течение ~ 
цуг волн протяженностью ~ 3м . Цуги атомов , налагаясь друг на друга, образуют световую волну. Направления 
цугов ориентированы случайно, что определяет случайную ориентацию Ē волны. При этом Em= const
· Если колебания Ē упорядочены, то свет поляризован (плоская, эллиптическая и пр.
поляризация).
ЭМВ на границе раздела
Установлено, что при прохождении света через границу раздела двух однородных изотропных прозрачных сред с магнитной проницаемостью µ=1 и показателями преломления n1, и 
выполняется следующее:
1) Вектор 
преломленного луча сонаправлен с Ē падающего луча , они синфазны и 
.
2)Векторы 
отраженного и 
падающего лучей связаны сооотношением 
. При 
и они синфазны .
При 
↑↓ 
, т.е. при отражении от оптически более плотной среды
фаза волны скачком меняется на 
.
Коэффициенты отражения и пропускания
Коэффициент отражения– величина 
, где I’ и I – интенсивности отра-
женной и падающей волн.
Из I ~ 
~ 
=> = 
= 
=> 
= 
=> 
, т.е. ρ не зависит от среды
падения волны (1 или 2).
Коэффициент пропускания – величина 
, где I” и I – интенсивности
преломленной и падающей волн.
. 
=> 
= 
. 
или
.
Фотометрия
Фотометрия – раздел оптики, посвященный измерению световых потоков и
связанных с ними величин.
· В фотометрии физическая природа света, его геометрические, волновые и
квантовые свойства имеют второстепенное значение.
Кривая видности (V) (относительной спектральной чувствительности глаза) отражает различие чувствительности глаза к световым потокам одинаковой интенсивности разных длин волн 
.
Световой поток (Ф)– характеристика интенсивности света с
учетом его способности вызывать зрительные ощущения.
[Ф]= 1лм – люмен. 
, где Кm ≈ 683 
;
Фэ – поток энергии в ваттах той же длины волны λ .
Для излучения в интервале длин волн (λ,λ+dλ) : dФ= 
, где 
- функция распределения световой энергии.
Полный световой поток 
Сила света (I) – световой поток точечного источника, приходящийся на единицу
телесного угла. 
[I]=1кд – кандела
· В общем случае I зависит от направления;
· Для изотропного источника 
, где Ф – полный световой поток источника.
Освещенность (Е) – световой поток, падающий на единицу площади поверхности.
[E] =1 лк – люкс. 1лк= 
.
Светимость (М) – световой поток, испускаемый (отражаемый) единицей площади
поверхности наружу по всем направлениям 
, [М] = 1 
.
· 
М характеризует различные участки протяженного источника света.
Яркость (L)- отношение силы света I элемента поверхности ∆S в
заданном направлении к проекции ∆S на плоскость,
перпендикулярную этому направлению ∆ 
| θ |
[L]=1 
· L характеризует излучение (отражение) в заданном направлении.
Интерференция света
| δ |
| A1 |
|
| A2 |
= 
из I ~ 
=> I= 
В точках пространства , где cosδ > 0 I > 
- max
где cosδ < 0 I < 
- min
· Для некогерентных волн <cosδ>=0 (δ-случайное) и I=I1+I2
Получение когерентных волн
Для нелазерных источников света : результат сложения цугов (волна) немонохро-матичен и имеет случайное значение начальной фазы, т.е. нелазерные источники не позволяют получить когерентные волны. Для получения когерентных волн одну волну делят на две , как бы исходящие от двух когерентных источников S1 и S2 . В вакууме в т. P две когерентные волны от S1 и S2 имеют разность хода ∆=r2-r1.
Если обе волны синфазны , то ∆= 
- условие макси-мумов ; если волны противофазны, то ∆=(2k+1) 
- усло-вие минимумов, где k=0, ±1,±2, …
В среде с показателем преломления n : оптическая разность хода волн 
.
На геометрической разности хода, равной длине волны 
возникает разность фаз 2π , на геометрической разности хода
∆ - разность фаз δ. Тогда 
=> 
, где λ - длина волны в вакууме.