A fény interferenciája
A fény interferenciája a koherens hullámok szuperpozíciójának jelensége, amely a hullámok erősítésének és csillapításának váltakozó térben való kialakulásához vezet. Az interferencia szükséges feltétele a hullámok koherenciája. A koherensek ugyanolyan frekvenciájú oszcillációnak vagy hullámoknak (és azok forrásainak) is nevezhetők, amelyeknek állandó fázisbeli különbsége van, amit maguk az oszcilláció forrása okoz.
A fényhullámok terjedését az űrben a fényhullám-egyenlet (módszertani, 159. oldal)
E az elektromos térerősség az adott x pontban és adott időben t; Em az E elektromos térerősség amplitúdó értéke; w az E érték változásának körkörös gyakorisága; v a fényhullám terjedésének sebessége.
Ha egymásra helyezett koherens hullámok vannak, akkor a fényáramlás térben történő újraelosztása következik be, aminek következtében bizonyos pontokon a maximum jelenik meg, és másokban minimális.
Interferenciája alkalmazott fény speciális eszközök - interferométer - mérés nagy pontossággal a hullámhossz rövidebb távolságokat, törésmutatókhoz anyagok és minőségét meghatározó optikai felületek.
Az S forrásból származó monokromatikus fény 1 sugara egy 45 ° -os szögben egy sík párhuzamos üveglapra A, amelynek hátsó felülete áttetsző, nagyon vékony ezüst réteggel borították. Az O pontnál ez a sugár két 2 és 3 sugárra oszlik, amelyek intenzitása megközelítőleg azonos.
A 2 gerenda eléri az I tükröt, visszaverődik, megtörik az A lemezben, és részben elhagyja a 2 ¢ lemezsugarat. A 3-as sugár az O pontból a II tükörre visszaverődik, visszatért az A lemezre, ahol részlegesen tükröződik, - a sugár 3 ¢. A megfigyelő szemébe eső 2 ¢ és 3 ¢ sugarak koherensek, interferenciájuk rögzíthető.
A kombináció a két nyaláb interferométer és mikroszkóp, úgynevezett interferencia mikroszkóp használt biológiában a fénytörési index mérés, szilárdanyag-koncentrációja és a vastagsága az átlátszó mikro-objektumok. Egy fénysugár, mint egy interferométerben, felszakad, egy sugár átlátszó mikroobjektumon halad át, a másik pedig kívülről. Egy másik pontnál a sugarak összekapcsolódnak és beavatkoznak, az interferencia eredménye a mért paramétereket bírálja el.
31. Fénydiffrakció. Párhuzamos sugárzásokban történő diffrakció. Diffrakciós rács.
A diffrakció az akadályok hullámok általi elhajlásának jelensége, a fény eloszlása az egyenes vonalú terjedésektől a közeg homogenitása közeiében. Beavatkozással jár, és a Huygens-Fresnel elvvel magyarázható:
minden egyes pont a központja a hullám felület a másodlagos hullámok és a borítékot e hullámok ad a helyzetét a hullámfront egy következő alkalommal, a kibocsátott szekunder hullámok koherens és zavarhatja.
A diffrakció megfigyelésének feltétele az inhomogenitás dimenzióinak összemérhetősége a hullámhosszal.
Párhuzamos sugárzási résen történő diffrakció:
Ha a fény monokromatikus hullám irányul, hogy a hasíték szélessége w, és amely elég kicsi ahhoz, a képernyőn E. található, a másik oldalon a nyílásba, kapcsolja a kép a különbség, körülvéve egy interferencia minta - váltakozó világos (maxima) és sötét (minimum) sávok. Az erős fény eloszlása a képernyőn az 1. ábra jobb oldalán.
A Huygens-Fresnel elv szerint, amikor az incidens hullám elülső része eléri a rést (2. minden metszete a másodlagos koherens hullám forrásává válik, amely a résen át terjed minden irányban.
A max és min pozíciók kiszámításához a Fresnel zóna módszert kell alkalmazni, ha a sugárzás interferencia.
A Fresnel zóna a rés felületének azon része, amelynek szélkülönbsége egyenlő # 955; \ 2. A Fresnel-zónák számának megtalálásához a BC útvonalkülönbséget hosszaikra osztjuk # 955; \ 2. Ha a kapott intervallumok határaitól húzódó vonalak párhuzamosak az AC-vel merőleges irányban, akkor a rés tér egy sor szakaszra oszlik - a Fresnel-zónára.
Tegyük fel, hogy egy párhuzamos fénysugár a monokromatikus fény általában beeső egy átlátszatlan képernyő, amely vágott egy keskeny résen nap, állandó szélességgel b és L hosszúságú >> b (lásd. 1. ábra). Az optikai útvonal közötti különbség szélsőséges gerendák BM és CN, kiterjesztve a rések szögben j az optikai tengelye a lencse OF0 D = CD = bsinj.
A Nap hézagát Fresnel-zónákra osztjuk, amelyek a rés B peremével párhuzamosak. Az egyes zónák szélességét választják (a Fresnel zóna módszer szerint), így az ezen zónák éleitől való távolságkülönbség l / 2
A szomszédos zónák mindegyik párjából származó fény interferenciájával a kapott oszcillációk amplitúdója nulla, mivel ezek a zónák azonos amplitúdójú, de ellentétes fázisú oszcillációkat okoznak. A hasíték illesztésének teljes szélessége D:
l / 2 = bsinj / (l / 2) zónák. Ha a zónák száma egyenletes, pl.
akkor a diffrakciós minimumot (sötét sáv) figyelhetjük meg.