Опыт Юнга

ДИФРАКЦИЯ ЧАСТИЧНО КОГЕРЕНТНОГО СВЕТА ОПЫТ ЮНГА [c.304]

Одна из особенностей лазерных источников света заключается в высокой пространственной когерентности световых колебаний в сечении излучаемых ими световых пучков. Как мы увидим ниже, опыт Юнга с лазерным пучком света можно осуществить без входной щели в интерференционной схеме. Оказывается, что при специальном режиме работы лазера щели 51 и 5а можно раздвинуть до краев сечения лазерного пучка без снижения видимости интерференционной картины, но, разумеется, с уменьшением ее пространственного периода. [c.86]

Известный интерференционный опыт Юнга, имеющий большое историческое значение (см. 16), соответствует случаю дифракции на двух щелях. Рэлей использовал этот случай для построения простого интерференционного (или дифракционного) рефрактометра, в котором два интерферирующих луча получаются в результате дифракции плоской волны на двух щелях. Схема расположения Рэлея изображена на рис. 9.12. Ярко освещенная щель 5 служит источником света, расположенным в фокальной плоскости объектива 1, прикрытого экраном АВ с двумя щелями, за которым располагаются трубки рефрактометра и Дз- В фокальной плоскости [c.193]

Опыт Юнга. Функция когерентности первого порядка. Схема опыта показана на рис. 13.1. Свет от источника А проходит через щели 1 и 2 и регистрируется в точке 3 [c.289]

Интерференционный опыт Юнга [c.44]

Корпускулярная интерпретация опыта Юнга. Опыт Юнга (1801) по интерференции света от двух взаимно когерентных источников сыграл историческую роль при переходе от теории истечения Ньютона к волновой теории света. Взаимно когерентными источниками являются две щели и Sj в непрозрачном экране, на который падает плоская волна (рис. 24). От каждой из щелей в точку экрана с координатой у приходит луч света, дающий на экране интенсивность освещения /д = 1x 1 при закрытой другой щели. При открытых одновременно двух щелях интенсивность [c.44]

Рассмотрим первый случай, когда опыт Юнга выполняется классическим путем, который теперь мы можем описать как случай достаточно высокой когерентной освещенности апертурного экрана. Источник весьма мал, что обеспечивает сохранение одного и того же фазо- [c.18]

Рассмотрим опыт Юнга. Предположим, что световые волны выходят из отверстий Si и Sj в непрозрачном экране и интерферируют на экран Э (рис. 1.1). Отверстия освещаются протя- [c.7]

С двумя малыми отверстиями Р, и Рг, что дает возможность проводить интерференционный опыт Юнга со светом, прошедшим через рассеиватель. Наша цель — установить, можно ли комплексную степень когерентности 2 х) света, проходящего [c.188]

Рассмотрите интерференционный опыт Юнга, выполняемый с широкополосным световым сигналом, [c.220]

Интерференционный опыт Юнга проводится в соответствии с геометрией, показанной на рис. 5.Пз. Диаметр отверстий равен б, расстояние между ними равно s. Источник имеет ширину полосы Av и среднюю частоту v, фокусное расстояние линзы равно f. К затуханию интерференционных полос при удалении от оптической оси приводят две причины а) конечный размер отверстий б) конечная ширина полосы источника. Насколько мала должна быть относительная ширина полосы Av/v, чтобы при заданных б, s и f эффект а преобладал над эффектом б [c.223]

Ранее мы видели (гл. 5, 2), что в случае квазимонохроматического света комплексный коэффициент когерентности >112 света, падающего в две точки Р и Р2 пространства, можно измерить, проведя интерференционный опыт Юнга. Световые волны, достигающие точек Р и Р2, разделяются при помощи двух малых отверстий. После прохождения через эти отверстия две составляющие света распространяются как сферические волны, перекрываясь в конечном счете на экране наблюдения или на непрерывном фотоприемнике, таком, например, как фотографическая пленка. Обе волны складываются по амплитуде, а затем регистрируются фотоприемником, чувствительным к интенсивности, т. е. квадратичным детектором. Такой процесс регистрации характеризуется большой постоянной времени, что приводит к усреднению. Пространственное распределение усредненной по времени интенсивности представляет собой синусоидальную интерферограмму, видность которой несет информацию о модуле комплексного коэффициента когерентности 112 , а пространственное расположение — информацию о фазе величины Ц12. [c.258]

Одним из классических экспериментов, который демонстрирует когерентные свойства света, является опыт Юнга (фиг. 2). Поле в точке Р в момент t можно представить в виде линейной комбинации полей, существовавших в двух отверстиях экрана Si в более ранние моменты времени, [c.11]

Опыт Юнга дает простую иллюстрацию этих общих положений. Начальным состоянием системы можно считать состояние, в котором [c.45]

Опыт Юнга. Ахроматические полосы 20 [c.4]

Опыт Юнга. Юнг получал полосы интерференции по способу, описанному им в публичных лекциях 1807 г. Яркий пучок света от Солнца падал на экран с малым отверстием или узкой щелью 5 (рис. 115). Дифрагированный свет шел ко второму экрану с двумя узкими отверстиями или щелями и На этих щелях свет также претерпевал дифракцию, в результате чего получались два перекрывающихся расходящихся пучка света с вершинами в 51 и 5з. Ввиду общности происхождения эти пучки когерентны. На экране в месте перекрытия пучков наблюдались параллельные интерференционные полосы (см. предыдущий параграф, пункт 8). [c.199]

Рассмотрим, наконец, интерференционный опыт Юнга (рис. 127). Источников света служит прямоугольная полоска ширины I (например, ярко освещенная щель). Из каждой точки этой полоски, например, точки А, лучи идут к щелям Sj и S2 экрана под углами и Pg. Если опять пренебречь в знаменателях различием между /-j и Г2, то можно написать os Pi — os Р2 = dir, где d — рас- [c.209]

Очевидно, что при наблюдении колец Ньютона в отраженном свете центральное пятно будет темным, так как в этом случае геометрическая разность хода равна нулю и лишь теряется полуволна при отражении от плоской стеклянной поверхности. При истолковании колец Ньютона Юнг поставил красивый опыт. Между линзой, изготовленной из легкого стекла (крон), и плоской пластикой из тяжелого стекла (флинт) было введено масло, показатель преломления которого удовлетворял неравенству кр "фл В этом случае нет потери полуволны (вернее, [c.215]

Юнг получил стационарную картину интерференции от двух щелей и впервые измерил длину волны света. В 6.5 рассмотрен опыт Юнга, позволяющий связать допустимые угловые размеры источника с расстоянием между щелями, введя понятие площалки когерентности. [c.183]

Дифракционный опыт Юнга. В отличие от расположения Гримальди, Юнг использовал в качестве источника не Солнце, а сильно освещенную щель (см. 16). Рассчитать допустимое расстояние между щелями 5 и С в опыте Юнга, считая, что расстояние от А до ВС равно 1 м и отверстие А представляет собой изображение Солнца, причем солнечные лучи сконцентрированы линзой с фокусным расстоянием 10 мм (рис. 25), т. е. А имеет размеры 0,1 мм. [c.882]

Интерференционный опыт Юнга (имеющий дело с функцией когерентности первого порядка) хорошо анализируется в рамках классической оптики его результаты могут быть объяснены без использован1 я фотонных представлений. В то же время эти результаты можно объяснить и на языке фотонов, рассматривая интерференцию квантово-механи-ческих амплитуд вероятностей для физически неразличимых а льтернатив (об этом мы подробно говорили в гл. 5). [c.290]

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]

Поскольку дифракционная картина Фраунгофера представляет собой ту же самую картину, которая получалась бы на бесконечности в отсутствие линз, другой часто используемой альтернативной характеристикой является дифракция в дальней зоне. В противоположность ей дифракция Френеля называется дифракцией в ближней зоне, хотя следует отметить, что к категории френелевских (ближней зоны) относится большое многообразие картин, в то время как фраунгоферов-ская дифракция возникает только в одном предельном случае. Например, когда опыт Юнга проводится при достаточно большом расстоянии источника и экрана (на котором наблюдаются полосы) от апертурной маски, картина практически не отличается от фраунгофе-ровской. Если расстояния существенно меньше (как показано в увели- [c.22]

Взятая сама по себе любая пара фокусов создает ряд синусоидальных групп на плоскости изображения. Это напоминает опыт Юнга (разд. 1.1), где пара апертур действует таким же образом. В этом смысле формирование изображения можно рассматривать как двойной процесс дифракции (идея, вьщвинутая Цернике около 1935 г. [64]). [c.93]

Усуществив разложение белого света в спектр, Ньютон фактически впервые выделил монохроматическое (как он говорил однородное ) излучение в его чистом виде. Дополнив эти эксперименты, он пришел к выводу, что хотя свет и переносят корпускулы, вместе с тем процесс его распространения связан также с какой-то волной. Более определенно гипотезу о том, что монохроматическому свету сопутствует волна, высказал Леонард Эйлер (1754 г.), а затем Томас Юнг. Развивая эту гипотезу, Юнг открыл и одно из ее основных следствий — существование так называемого явления интерференции света (1807 г.). Поскольку это явление наряду с принципом Гюйгенса является для голографии одним из основных, рассмотрим опыт Юнга подробнее. [c.24]

Рис. 9. Опыт Юнга. Излучение монохроматического источника 5 проходит через отверстия 5i и 5г, которые играют роль вторичных источников излучения. Излучение источника S, действуя в отдельности, образует равномерно светящийся круг Li, излучение источника 5г — равномерно светящийся круг Ьз. При одновременном действии источников 5i и 5г в области перекрытия кругов Li и L2 появляется картина интерференции — система темных и светлых полос. Светлые полосы соответствуют местам, где колебания полей источников 5, и 5г имеют одпнакопую фазу, темные — местам, где фазы этих колебаний отличаются

В заключение напомним читателю, что математический результат, связывающий И2 с распределением интенсивности источника, можно качественно объяснить, рассмотрев простой опыт Юнга с протяженным источником. Как точечный источник дает систему интерференционных полос полной видности, так и каждая точка некогерентного источника будет давать отдельную систему интерференционных полос высокой видности. Если размеры источника очень велики, то такие элементарные интерференционные картины складываются, имея весьма различающиеся пространственные фазы, и контраст всей интерференционной картины снижается. Математическое выражение теоремы Ван Циттерта — Цернике представляет собой просто точную запись этого соотношения между распределением интенсивности в источнике и контрастом интерференционной картины, возникающей при заданном расположении отверстий. [c.204]

Время корреляции Хс некоторого квазитеплового источника равно 10 с. Интерференционный опыт Юнга выполняется в условиях квазимонохроматичности при Л]2 0,01. Амплитуда и фаза иитерферограммы измеряются при конечном времени интегрирования Т. [c.268]

Рассмотрим теперь второй интерференционный опыт Юнга. В этом случае мы проведем усреднение по ансамблю, последовательно помещая объекты с одной и той же макроструктурой, но с разной микроструктурой (профилем поверхности) в освещающий пучок и интегрируя по времени на фотографической пластинке все иитерферограммы, создаваемые последовательностью объектов. Хотя видность любой из этих отдельных ин-терферограмм соответствует значению 112 =1, видность суперпозиции ннтерферограмм, вообще говоря, будет иной, поскольку фазы отдельных компонент будут изменяться от реали- [c.332]

Опыт Юнга. Первая экспериментальная установка для демонстрации интерференции света была осуществлена Юнгом. Свет от точечного монохроматического источника 8 падал на два неболыиих отверстия 51 и в экране [c.245]

Т. е радиусы темных полос пропорциональны квадрат-ному корню из положительных целых чисел. При увеличении расстояния между линзой и пластинкой заданная толщина зазора /г смещается по направлению к центру, причем кольца сжимаются и каждый раз при увеличении расстояния на 1.12 одно из них нропадаег. Интересно отметить, что это устройство, так же как и опыт Юнга, позволяет очень простыми средствами приближенно определить длину волны света [c.269]

Рассмотрим теперь опыт Юнга целиком квантовомеханически. Так же как и в классической теории, часть оператора поля на экране [c.44]

В предыдущей лекции мы рассмотрели опыт Юнга как типичный пример интерференционных опытов, в основе которых лежит измерение корреляционной функции первого порядка. Аналогичный характер имеют все прежние интерференционные опыты. В лекции 2 мы рассмотрели некоторые новые эксперименты принципиально другого типа, а именно интерферометрические опыты Хэнбери Брауна и Твисса, в которых измерялась корреляционная функция поля второго порядка. Мы дали простой классический анализ причин появления интерференционных колец в интерферометре, когда поле возникает от двух источников с малым угловым расстоянием. Представляет интерес исследовать происхождение тех же колец методами квантовой механики. [c.55]

Определения когерентности сложились исторически. Раньше считали, что интерферировать может только свет, излученный одним достаточно удаленным точечным источником, разбитым на два пучка с двумя отверстиями в экране (опыт Юнга). Но уже много лет назад выяснилось, что интерференция — явление гораздо более распространенное. Для интерференции пучков света необходимо лишь одно — чтобы разность фаз между ними не изменялась хаотически. Свет от двух электрических лампочек не дает интер-ференциоппой картины, так как из-за высокой температуры тепловые колебания атомов вносят большую случайную добавку в частоту излученного света и разность фаз между двумя пучками будет хаотически изменяться настолько быстро, что ни о какой интерференции не может быть и речи. Строго говоря, только в этом случае можно говорить о полной некогерентности источников. Если предмет, освегценный двумя лампами, отбрасывает две перекрывающиеся тени, то на границе теней интерференции не возникает. Не возникнет и дифракционной картины на границе каждой из теней, так как пространственная когерентность в каждой из ламп практически отсутствует — соседние участки нити излучают свет статистически независимо и свет от них не интерферирует. В атом смысле можно сказать, что свет, излучаемый обычной лампочкой, состоит из отдельных независимых порций — квантов. Свет же, излучаемый лазером, обладает высокой степенью когерентности и может быть описан как классическое электромагнитное поле, задаваемое векторами электрического и магнитного полей. Свет от двух лазеров дает интерференционную картину. В этом случае лучше не рассуждать (как это иногда делают), интерферирует ли квант только сам с собой или он может интерферировать с другими квантами. Случайная разность фаз между светом от двух лазеров скажется лишь в расположении интерференционной [c.131]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...