Онлайн


Интерференция (2)

2 model opt waves 2

 Интерференция света наблюдается при наложении света от двух или нескольких когерентных световых источников. Модель демонстрирует распространение волн на плоскости от нескольких источников. Положение источников, их частоту и амплитуду колебаний можно изменять. Показана амплитуда волны в точках экрана. 

Подробнее

 Интерференция света наблюдается при наложении света от двух или нескольких световых источников.

Интенсивность света в области перекрытия пучков имеет характер чередующихся светлых и темных линий, полос или пятен, причем в максимумах интенсивность больше, а в минимумах меньше суммы интенсивностей пучков.
Такое пространственное чередование максимумов и минимумов колебаний, называют интерференционной картиной.

Явление интерференции света можно объяснить, применив принцип Гюйгенса--Френеля:
при распространении световой волны, можно каждую точку среды, которой достигла эта волна, считать источником вторичных волн.
В каждой точке волна представляется в виде суперпозиции вторичных волн, выходящих из точек некоторой поверхности.
Вторичные волны удобно считать распространяющимися вдоль лучей.
В гармонической волне, распространяющейся вдоль луча, изменения колеблющейся величины E (обычно напряжённости электрического поля)
происходит по закону синуса и описывается в каждой точке x луча формулой: o2.cgiгде A - амплитуда волны, т. е. наибольш ее значение, которое принимает величина E(x,t) (A может зависеть от x), λ - длина волны света,
φ0 - начальная фаза o21 угловая частота, o22 В любой  точке луча, расположенной на расстоянии x от начальной точки в направлении распространения волны, колебания запаздывают на время o23, см. рис. Выражение o25
т. е. аргумент функции sin, называется фазой волны.

 1Рис. Условное изображение лучей света с распространяющимися вдоль них волнами.
Два луча, красный и зелёный, выходят из точек A и  B в точку C и вдоль нихраспространяются волны (1). В точке C волны складываются. Результат зависит от начальных фаз волн φA, φB и от расслояний |AC| и |BC|, см. (2). Разность фаз волн в точке C равна   o124 Разность |BC| - |AC| называют разностью хода лучей и измеряют в длинах волны. 

Пусть в точку C  приходит свет от двух когерентных источников, расположенных в точках A и B. Когерентность означает, что частоты света одинаковы, а сдвиг фаз не зависит от времени. Вдоль лучей волны описываются так:

2.1

где xA - расстояние вдоль отрезка |AC|,  xB - расстояние вдоль отрезка |BC|, амплитуды могут быть разными и изменяться вдоль лучей, но для упрощения формул мы этим пренебрегаем.

Когда в точку C приходят лучи (волны света) от двух источников они вызывают в ней световое колебание, которое есть сумма колебаний каждой волны (1).
Результат сложения и определит освещенность в точке C. При сложении гармонических колебаний вид результирующего колебания зависит от разности фаз между складываемыми колебаниями.

2.2
Модель. При нескольких когерентных источниках появляются выделенные направления, в которых распространяются волны (лучи света) большой амплитуды. Что происходит при изменении частоты? Выбирая различное расположение источников, рассмотрите волны между источниками и на большом расстоянии от них.