Реферат

по физике

Интерференция света

Выполнил ученик школы №182 11Ж класса Авдеев

Владимир.

Преподаватель Галина Григорьевна.

Москва

2001

План:
Объяснение интерференции света
Интерференционная картина
Стационарная интерференция света
Опыт Юнга
Виды интерференции света
Проявления интерференции света
Биения
Корреляции интенсивности
Использование интерференции
Список литературы

Объяснение интерференции света

Интерференция света, пространственное перераспределение энергии светового излучения при наложении двух или нескольких световых волн; частный случай общего явления интерференции волн. Нек-рые явления И. с. наблюдались ещё И. Ньютоном в 17 в., однако не могли быть и объяснены с точки зрения его корпускулярной теории. Правильное объяснение И. с. как типично волнового явления было дано в нач. 19 в. франц. физиком О. Ж.
Френелем и англ. учёным Т. Юнгом. Наиболее часто наблюдается И. с., характеризующаяся образованием стационарной (постоянной во времени) интерференционной картины (и. к.) - регулярного чередования областей повышенной и пониженной интенсивности света к явлениям И. с. относятся также световые биения и явления корреляции интенсивности. Строгое объяснение этих явлений требует учёта как волновых, так и корпускулярных св- в света и даётся на основе квант. электродинамики.

Интерференция света - это сложение полей световых волн от двух или нескольких (сравнительно небольшого числа) источников. В общем случае поляризация каждой из интерферирующих волн (т. е. направление, вдоль которого колеблется вектор электрического поля; магнитное поле не учитываем) имеет свое направление, и сложение двух волн есть векторное сложение. Обычно рассматривают интерференцию волн, имеющих одинаковую поляризацию. Тогда волны складываются алгебраически.

Пусть имеются два источника гармонических электромагнитных волн, создающих на некотором отдалении от себя в точке наблюдения поля, колеблющиеся следующим образом:

E1(t) = E1 cos(?t + ?1), E2(t) = E2 cos(?t + ?2 ).

Здесь Е1 и Е2 - амплитуды колебаний (происходящих с одинаковой частотой); ?1 и ?2 - их фазы. Для простоты положим E1 = E2 = E0. Тогда результирующее колебание имеет вид:

E = 2E0 cos1/2(?1 - ?2) Х

Х cos[ ?t + 1/2(?1 + ?2 )] = ER cos(?t + ?R).

Следовательно, результирующее колебание есть также синусоидальное колебание, но с иными амплитудой и фазой:

ER = 2E0 cos1/2(?1 - ?2), ?R= 1/2(?1 + ?2 ). (1)

Результирующее поле имеет амплитуду , связанную с амплитудами соотношением

E2R = E21 + E22 + 2E1E2 cos(?2 - ?1). (2)

Как известно, интенсивность электромагнитной волны, проходящей через некоторую точку пространства, пропорциональна квадрату напряженности электрического поля в этой точке. Следовательно, суммарная интенсивность света в точке наблюдения складывается из интенсивности обоих источников E21 и E22 и дополнительного фактора, который можно назвать интерференционным членом:
2E1E2 cos(?2 - ?1). В зависимости от разности фаз ?2 - ?1 колебаний источников он может быть положительным, отрицательным или равным нулю. При этом предполагается, что ?2 - ?1 не зависит от времени, а только от пространственных координат. Источники, удовлетворяющие этому условию, называются когерентными. Рассмотрим случай, когда два когерентных источника с равными амплитудами и с относительной разностью фаз ? расположены на расстоянии d друг от друга (рис. 1). Какова будет результирующая интенсивность света в точке М, направление на которую составляет угол ? c нормалью к лини, соединяющей источники?

[pic]

Разность расстояний от М до осцилляторов (или разность хода) равна d sin ?. Разность фаз, обусловленная разностью хода, равна числу длин волн, укладывающихся на отрезке d sin ?, умноженному на 2?: (2?/?)d sin ?. Полная разность двух волн в точке наблюдения равна

?? = ?2 - ?1 = a + (2?/?)d sin ?,