ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Вступление из "Введение в фурье-оптику " Данная книга посвящена прежде всего фурье-принципам в двух взаимосвязанных областях физической оптики 1) формирование и обработка изображений и 2) изучение пространственного распределения и спектрального состава источников излучения. Они объединены вместе, поскольку во многих отношениях взаимосвязаны, а когда такая связь существует, совместное изучение предметов, как правило, обеспечивает определенные преимущества. Разнообразные применения этих принципов, упомянутые в предисловии, будут обсуждаться в процессе изложения. [c.9] Читая эти страницы, мы можем рассматривать обе указанные темы в контексте связи с видимым светом, но вместе с тем мы будем обращаться к некоторым важным приложениям в других областях электромагнитного спектра. Обсуждая формирование изображений, мы будем переходить из оптической области к методу использования рентгеновских лучей для расшифровки атомной структуры вещества, а в другом предельном случае к астрономии и структуре Вселенной. Что же касается спектроскопии, то здесь методы Фурье применяются теперь в широком диапазоне частот. [c.9] Математические методы, получившие свое название в честь Ж. Б. Фурье, чрезвычайно эффективны в указанных областях. Они вводятся в гл. 3 и 4 и широко применяются в заключительных главах. Описанная в учебниках общей физики скалярная аппроксимация полностью пригодна для математического представления света и использована по всей книге. В приложении А дается сводка обозначений и основных уравнений, напоминается смысл таких терминов, как разность путей и разность фаз, и рассматривается использование фазовых диаграмм для суммирования волн с различными амплитудами и фазами. [c.9] В данной главе мы на общепринятом языке определим некоторые физические процессы, характерные для указанных двух главных областей оптики. Эти определения очень удобно ввести на основе анализа опыта Юнга и явлений типа колец Ньютона. [c.9] Здесь следует сделать два замечания. Одно из них состоит в том, что термин интерференция описьшает в соответствии с принципом суперпозиции простое суммирование в области наложения волновых цугов каждый цуг может проходить за область наложения совершенно без изменений. Однако в данном контексте вместо того, чтобы называть всю картину на экране (независимо от числа апертур) интерференционной, на нее часто ссьшаются как на дифракционную для указания физического процесса, при котором свет проходит через апертуру, чтобы попасть к месту интерференции. Другое замечание состоит в том, что при использовании термина интерференция в рассматриваемом здесь случае имеется в виду интерференция при делении волнового фронта. Тем самым проводится различие с интерференцией при делении амплитуды, которая возникает, например, при образовании колец Ньютона (разд. 1.4). [c.11] Прежде чем рассмотреть результаты опыта Юнга в плане содержания данной книги, было бы полезно обратить внимание на некоторые аспекты, связанные с самой картиной полос. [c.11] Для сохранения общности мы не будем считать, что Ai = А2, хотя в данном случае это равенство имеет место. [c.12] Поток (мощность), падающий на единицу площади. Другие названия освещенность, блеск. [c.12] Важно отметить, что расстояние между полосами пропорционально X и обратно пропорционально D, а также, что реальная интенсивность в любой точке картины определяется амплитудами света, приходящего от каждого точечного отверстия и характера интерференции двух составляющих. [c.13] Существует несколько аспектов, в которых опыт Юнга иллюстрирует типы физических явлений, связанных с двумя главными темами этой книги, упомянутыми в начале данного раздела. Рассмотрим вопрос, относящийся к спектральному и пространственному распределению источников излучения. Чтобы полосы в опыте Юнга имели хорошую видность -достаточную четкость,-для освещения апертур важно использовать весьма малые источники. Группы полос, полученных от пространственно разнесенных точек, не очень мальк источников, смещены одна относительно другой, так что результирующая интерференционная картина имеет низкую видность. [c.13] Если нужно получить полосы с хорошей видностью, то помимо источника малых размеров освещенность в опыте Юнга должна обладать свойством, которое иногда неправильно называется монохроматичностью . [c.13] Таким образом, видность полос содержит в себе информацию как о пространственной, так и спектральной природе источника S. Получение этой информации по эффектам интерференции и составит главную часть нашего анализа и явится основой содержания гл. 6. [c.14] Ответы на эти вопросы и общие аспекты затронутых выще взаимосвязей между видностью полос и природой источника касаются не только дифракции и интерференции, но также когерентности излучения, на которую мы теперь должны обратить наще внимание. [c.14] Вернуться к основной статье