Жарық толқындарының интерференциясы

Экранға жарық түскен кезде, жарық интенсивтігі біркелкі таралмай, ол максимал және минимал жарықталған жолақтармен ауысып, экранда интерференциялық сурет пайда болатындығы байқалады, яғни интерференция құбылысы пайда болады, кеңістіктің кейбір нүктелерінде когерентті жарық толқындарының бір-біріне беттесуі, кеңістіктің көрші нүктелеріндегі жарық энергиясының (интенсивтігінің) ағынының қайта орналасуына әкеледі.

Айталық, кеңістіктің кейбір Р нүктесінде бір мезетте екі монохромат толқын пайда болсын (жалпы жағдайда олар монохроматты болмауы да мүмкін), олардың кернеуліктері және . Суперпозиция принципі бойынша өрістің қортқы кернеулігі мынаған тең болады

,

оның интенсивтігі,

~ ,

ал , (5.1)

мұндағы − және векторларының скалярлық көбейтіндісі, ол , мұндағы α − олардың арасындағы бұрыш. Когерентті толқындарды тек жасанды әдіспен алу мүмкін: ол үшін жеке атом шығаратын толқынды қандай да бір оптикалық құралмен екі немесе одан да көп бөліктерге жіктеу қажет, содан соң, берілген Р нүктесінде оларды қосудың нәтижелерін бақылау керек. Осы кезде бір толқынның жеке бөліктері өзара когерентті болады. Егер бұл толқындар әртүрлі жол жүрсе (шығу нүктесінен бастап олардың қосылу нүктесіне дейінгі аралықта), онда олардың арасында фаза айырымы болады. Сонымен, біз екі тербелістің қосылуын қарастыралық

, (5.2)

Бұл бөліктер бір ғана толқынның бөлігі, олай болса, және , толқындық векторлар әртүрлі болады: және , өйткені бұл екі толқын және жол жүруі мүмкін. Олардың сыну көрсеткіштері , . Онда бұл когерентті толқындардың фаза айырымы

, (5.3)

мұндағы − вакуумдағы толқын ұзындығы, − жарық толқынының оптикалық жол айырымы. Сонымен, фаза айырымы мен оптикалық жол айырымы арасындағы байланыс:

. (5.4)

Интерференциялық максимум мәні кезінде байқалады, демек үшін (m=0,1,2,...)

,

осыдан

. (5 5)

Интерференциялық минимум мәні кезінде байқалады, демек

,

онда ,

яғни . (5.6)

Қорыта айтқанда, максимум немесе минимумның болу шарты оптикалық жол айырымдарының мәні жұп немесе тақ жарты толқын ұзындығының мәніне тең болуына тәуелді болады. Жалпы тербелістер қосылғанда, олардың фазалары уақыттың функциясы болса, онда интерференция құбылысы байқалу үшін келесі шарт орындалуы қажет:

Қарастырылған инферференция құбылыстары кезінде , яғни монохромат және мен .өзара перпедикуляр жарық сәулелері қарастырылған болатын. Егер , тіптен және болса, онда интерференциялық бейне тұрақсыз болып, соғу (биение) байқалған болар еді («Электр бөлімін қараңыз). Екі өзара перпендикуляр , фаза айырымы болатын толқындар қосылғанда, эллипстік немесе жазық үйектелген қорытқы толқын алған болар едік.

Дата добавления: 2015-12-01