Interferența luminii - redistribuirea intensității luminii ca rezultat al suprapunerii câtorva unde de lumină coerente. (Coerența este coerența undelor în fază)
Sau (puțin mai ușor)
Interferența undelor luminoase este adăugarea a două valuri coerente, în urma căreia se observă amplificarea sau slăbirea oscilațiilor luminoase rezultate în diferite puncte ale spațiului.
Interferența ca fenomen fizic
Propagarea valurilor este de obicei considerată ca transfer de energie, iar intensitatea radiației de unde este proporțională cu energia transferată de această radiație. Dacă nu există nici o pierdere, atunci trebuie să se obțină toată energia transferată, iar fluxul total de energie din două sau mai multe surse este suma fluxurilor de energie de la fiecare. Aceasta înseamnă că intensitatea totală a radiațiilor va fi suma intensităților radiațiilor.
Cu toate acestea, dacă luăm în considerare natura valurilor radiației, imaginea diferă oarecum de cele de mai sus. În medii liniare, regula superpoziției funcționează, ceea ce înseamnă că valoarea totală instantanee a mai multor procese de undă este suma aritmetică a valorilor lor instantanee. Acest lucru înseamnă, de exemplu, că, dacă fazele undelor coincid (valorile instantanee au același semn), atunci ele vor fi formate, creând un proces cu o amplitudine totală, iar în cazul în care fazele sunt opuse, (valori instantanee de semn opus), semnalele vor fi deduse, iar amplitudinea net va fi egală cu diferența de amplitudini.
Astfel, semnalele de la una cu aceeași amplitudine, dar cu diferite faze, pot avea ca rezultat o intensitate totală diferită. Astfel, intensitatea sumei celor două semnale poate varia de la zero la dublul sumei amplitudinilor. Deoarece mai multe procese în diferite puncte din spațiu au relații de fază diferite, astfel energia este redistribuită în spațiu cu formarea minimelor și maximelor. Aceasta nu încalcă legea conservării energiei, deoarece minimele și maximele sunt de natură locală, iar energia totală a sistemului nu se schimbă.
Interferența undelor transversale are propriile particularități, deoarece acestea au un vector de polarizare, apoi adunarea apare vector. O consecință a acestui fapt este, de exemplu, faptul că undele polarizate perpendiculare între ele nu interferează.
Să presupunem că două valuri de lumină monocromatică sunt suprapuse unul pe celălalt, excita un anumit punct în oscilații spațiu aceeași direcție x1 = cos A1 + (wt) și x2 J1 = cos A2 + (wt J2). Prin x se înțelege intensitatea câmpului electric E sau a câmpului magnetic H al undei; Vectorii E și H oscilează în planuri reciproc perpendiculare. Atuurile câmpurilor electrice și magnetice respectă principiul suprapunerii. Amplitudinea oscilației rezultate la un anumit punct este A 2 = A 2 l + A 2 2 + 2A 1 A 2 cos (j 2 - j 1). Deoarece undele sunt coerente, apoi cos (-j1 j2) este constantă în timp (dar pentru fiecare punct al spațiului său) valoare, astfel încât intensitatea undei rezultat (1
În punctele din spațiu unde cos (j2 - j1)> 0, intensitatea I> I1 + I2. unde cos (j2 - j1)> # 964;), există o mediere completă. Dispozitivul de înregistrare stabilește la punctul de observare valoarea medie a intensității egală cu suma intensităților I1 + I2 ale ambelor oscilații. În acest caz, legea adaosului de intensități este îndeplinită.
Astfel, interferența poate să apară numai atunci când se adaugă oscilațiile coerente. Valurile provenite din două surse independente sunt incoerente și nu pot da interferențe.
Atunci când undele coerente sunt suprapuse în orice punct al spațiului, amplitudinea oscilațiilor (deplasărilor) acestui punct va depinde de diferența dintre distanțele dintre surse și punctul considerat. Această diferență de distanță este numită diferența de cale. Când sunt suprapuse unde coerente, sunt posibile două cazuri limitative: Condiția maximă:
Diferența în cursul valurilor este egală cu un număr întreg de lungimi de undă (altfel un număr par de lungimi de jumătate de undă). unde În acest caz valurile din punctul în cauză ajung cu faze identice și se amplifică reciproc - amplitudinea oscilațiilor acestui punct este maximă și egală cu dublul amplitudinii. Starea minimă:
Tipuri de interferență a luminii.
Există lămpi cu două fascicule și multiame. În primul caz, lumina este în fiecare punct și. k. vine dintr-o sursă comună de-a lungul a două căi, cu distribuția intensității pe u. la. yavl. armonic. f-tion (
Multibeam I. cu. apare când se suprapun mai multe. valuri coerente obținute prin împărțirea undelor inițiale. în față prin intermediul unor reflexii multiple (de exemplu, într-un interferometru Fabry-Perot) sau prin difracție printr-un periodic multi-element. structuri. Când se folosește multipathing cu. putere și. la. yavl. periodice, dar nu armonioase. f. O dependență puternică de intensitate și. de la lungimea de undă pentru un IF multipath. utilizate pe scară largă. instrumente.
Pentru a respecta un model de interferență consecvent în timp, este necesar să fie îndeplinite următoarele condiții de coerență:
1. Frecvența undelor luminoase ar trebui să fie aceeași;
2. Diferența de fază a oscilațiilor a rămas constantă în regiunea de suprapunere a undelor;
3. Undele de lumină nu trebuie să fie perpendiculare reciproc la polarizare.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: