Лекция № 19

пособие. – М.: МВТУ, 1986, Иродов И.Е. Волновые процессы. Основные

законы. – М. – С.-П.: Физматлит, 1999.

процессов.
Временная когерентность: α1 – α2 = const (в данной

точке пространства не зависит от времени).

Пространственная когерентность: (α1 – α2 ) для колебаний, происходящих в 2-х разных точках так называемой псевдоволновой поверхности остается неизменной.

радиус когерентности (длина пространственной когерентности) – расстояние вдоль псевдоволновой поверхности,

на длине которого фаза случайным образом меняется на величину порядка π (Δα ~ π).

Лазер – источник с высокой когерентностью (пространственная и временная когерентность).

полосе
cтепень монохроматичности света λ/Δλ
Ширина когерентности. Щели S1 и S2

становятся некогерентными источниками, если

где 2d – расстояние между щелями

(19.10)

– угловая ширина щели S относительно диафрагмы с двумя щелями.

(19.11)

lког превышает оптическую разность хода складываемых колебаний,
hког превышает расстояние

2d между щелями.

(19.12)

Иродов И.Е. Волновые процессы. Основные законы. — М. — С.-П.: Физматлит, 1999, стр. 85-93.

Волновые процессы. Основные законы. – М. – С.-П.: Физматлит, 1999.

световой волны, проведено изучение тонкой структуры спектральных линий, выполнено первое

прямое сравнение эталонного метра с определенной длиной волны света; осуществлен знаменитый опыт Майкельсона-Морли, доказавший независимость скорости света от движения Земли.

состоящую из 2-х одинаковой толщины плоскопараллельных стеклянных пластинок, склеенных друг

с другом. Одна из склеиваемых пластинок покрыта полупрозрачным тонким слоем Ag или Al.

Пластинка P разделяет падающий пучок на два взаимно  пучка 1 и 2 одинаковой интенсивности. Пучок 1, отраженный затем от зеркала З1, вторично падает на пластинку P, где снова разделяется на две части. Один из них отражается в сторону зрительной трубы Т, другая же идет к источнику S и не представляет интереса.

к пластинке P, где опять разделяется на две части, одна

из которых попадает в трубу Т.

Т.о., от одного источника S получаются два пучка примерно одинаковой амплитуды, которые распространяются после разделительного слоя P в разных «плечах» интерферометра, затем снова встречаются и создают при условии соблюдения временной и пространственной когерентности интерференционную картину в фокальной плоскости объектива зрительной трубы.

изменять его наклон.
Заменим мысленно зеркало З1 его мнимым изображением

З1' (в полупрозрачном «зеркале» P). Тогда пучки 1' и 2' можно рассматривать как возникающие при отражении от прозрачной «пластинки», ограниченной плоскостями З1' и З2, что заметно облегчает дальнейшие рассуждения.

пучка света, падающего на разделительную пластинку P. Обычно используют два

случая:

1.Если пучок слегка расходящийся, а плоскости З2 и З1' параллельны, то получаются полосы равного наклона, имеющие вид концентрических колец. При поступательном перемещении зеркала З2 радиусы колец изменяются: когда зеркало З2 приближается к З1', кольца стягиваются к центру, где и исчезают (обратное тому, что наблюдается в случае колец Ньютона).

половину длины волны. Визуально смещение можно оценить с точностью до

1/20 полосы, но есть методы, позволяющие обнаружить смещение до 10-3 полосы. По мере приближения З2 к З1' ширина полос возрастает, и при совпадении З2 с З1' освещенность поля зрения становится равномерной.

и З1' не параллельны, то в поле зрения трубы будут

наблюдаться полосы равной толщины (как от клиновидной пластинки). В месте пересечения – белый максимум (нулевой порядок интерференции, m = 0).

При больших расстояниях между З2 и З1' и высокой степени монохроматичности света удавалось с помощью не лазерных источников наблюдать интерференцию очень высокого порядка (около 106).

длиной волны λ, 1 и 2 – две одинаковые трубки

с воздухом, длина каждой из которых равна l, торцы – прозрачные, Д – диафрагма с двумя щелями. Когда воздух в трубке 1 постепенно заменили газом X, то интерференционная картина на экране Э сместилась на N полос. Зная показатель преломления n0 воздуха, определяют показатель преломления газа X.

Смещение на N полос означает, что оптическая разность хода Δ лучей, падающих на щели, стала равной Nλ:

что и максимум нулевого порядка сместился вверх. При этом увеличение

геометрической длины луча 2 компенсируется увеличением оптической длины луча 1.

Интерферометр Рэлея используют для измерения малых разностей показателей преломления прозрачных веществ (газов и жидкостей).