Явление интерференции, когерентность световых волн

ЯВЛЕНИЕ ИНТЕРФЕРЕНЦИИ, КОГЕРЕНТНОСТЬ СВЕТОВЫХ ВОЛН [c.19]

Разобранные в настоящей главе случаи интерференции света дают возможность наблюдать это явление на специально осуществляемых опытах. Однако явление встречи двух или нескольких когерентных волн, между которыми наблюдается интерференция, имеет место, по существу, во всяком оптическом процессе. Распространение света через любое вещество, преломление света на границе двух сред, его отражение и т. д. суть процессы такого рода. Распространение света в веществе сопровождается воздействием световой электромагнитной волны на электроны (и ионы), из которых построено вещество. Под действием световой волны эти заряженные частицы приходят в колебание и начинают излучать вторичные электромагнитные волны с тем же периодом, что и у падающей волны. Так как движение соседних зарядов обусловливается действием одной и той же световой волны, то вторичные волны определенным образом связаны между собой по фазе, т. е. являются когерентными. Они интерферируют между собой, и эта интерференция позволяет объяснить явления отражения, преломления, дисперсии, рассеяния света и т. д. Мы познакомимся в дальнейшем с объяснением перечисленных явлений с указанной точки зрения. В настоящем же параграфе мы остановимся на одном частном случае из описанного ряда явлений. [c.89]

Как уже упоминалось в 157, вторичные волны, вызываемые вынужденными колебаниями электронов, рассеивают в стороны часть энергии, приносимой световой волной. Другими словами, распространение света в веществе должно сопровождаться рассеянием света. Достаточным условием для возникновения такого явления служило бы, по-видимому, наличие электронов, способных колебаться под действием переменного поля световой волны, а такие электроны есть в достаточном количестве во всякой материальной среде. Однако нужно помнить, что эти вторичные волны когерентны между собой и, следовательно, при расчете интенсивности света, рассеянного в стороны, надо принять во внимание их взаимную интерференцию. [c.575]

Под интерференцией света понимается явление, возникающее при взаимодействии когерентных волн и состоящее в том, что интенсивность результирующей световой волны в зависимости от разности фаз взаимодействующих волн может быть больше или меньш суммы их интенсивностей. [c.19]

Время когерентности. Время то является характерным масштабом случайных флуктуаций фазы и амплитуды волн светового пучка с ударным уширением линий. При других механизмах уширения линий и их комбинаций также имеются характерные времена случайных флуктуаций фазы и амплитуды светового пучка. Эти характерные времена называются временами когерентности Тк. Они играют большую роль в явлениях интерференции (см. гл. 5). [c.80]

Если световую волну, идущую от одного источника света, разделить при помощи того или иного оптического устройства на две волны и заставить пройти пути по разным направлениям и затем их снова свести в одну точку, то такие волны будут являться когерентными и могут взаимодействовать, образовывая новую волну. Это явление называется интерференцией. Характер новой волны зависит от амплитуд взаимодействующих волн, разности между ними и от угла азимута, образованного плоскостями колебаний этих волн. [c.34]

Многолучевая интерференция при делении амплитуды световой волны. Явление многолучевой интерференции связано с интерференцией большого числа когерентных лучей. Этот вид интерференции может быть получен при многократном отражении электромагнитной волны от граней плоскопараллельной или клиновидной пластинки (деление амплитуды) или при прохождении света через большое число параллельных щелочных диафрагм (деление фронта волны). [c.135]

При рассмотрении явлений интерференции мы использовали волновые представления о распространении светового возмущения и, как правило, не вводили понятия о поляризационных свойствах света. При изучении явлений интерференции как бы само собой подразумевается, что когерентные волны в момент взаимодействия имеют одинаковые направления колебаний. [c.194]

Используем теперь наши результаты для изучения того, как распространяются свободные световые кванты, скорость которых по величине всегда лишь ненамного меньше, чем с. Мы можем сказать атом света с полной энергией, равной hv, является областью внутреннего периодического явления, протекающего с точки зрения неподвижного наблюдателя всюду, в одной фазе с волной, распространяющейся по тому же направлению, что и атом света со скоростью, почти совпадающей со скоростью света с (немного большей). Световой квант является до известной степени частью этой волны для объяснения интерференции и других явлений волновой оптики нужно, однако, еще понять, каким образом частью одной и той же волны может быть несколько световых квантов. В этом заключается проблема когерентности. [c.635]

Голография — сравнительно молодая область науки, которая Начала бурно развиваться в последние годы с появлением лазеров — когерентных источников монохроматического излучения. В основе голографического метода лежит использование явления интерференции между световой волной, несущей информацию о предмете, и некоторой однородной опорной волной. На первой стадии регистрации размерной информации при помощи интерференционного кода фиксируется весь комплекс сведений о форме ц размерах предмета. На второй стадии, освещая голограмму когерентным или обычным светом, дешиф руют коды, что дает возможность увидеть предмет во всех подробностях, включая объемные очертания, эффекты параллакса и глубины резкости. [c.26]

Рассмотрим случай нормального падения плоской монохроматической и линейно-поляризованной волны на хорошо отражающую поверхность с относительным показателем преломления п> 1. Поглощением света при распространении пренебрежем. Отра)кен-ная световая волна, когерентная с падающей, будет распространяться в противоположном паправленгпг. В результате произо11дет интерференция двух когерентных волн—. падающей и отраженной. Считая, что в световых явлениях основную роль играет электрический вектор, запишем уравнение падающей световой волны, распространяющейся в положительном направлении оси х, в виде [c.96]

Интерференцией света называется сложение в пространстве двух или нескольких световых волн с одинаковыми периода.ми, в результате которого в разных точках пространства получается усиление или ослабление амплитуды результирующей световой волны в зависимости от соотношения между фазами складывающихся волн. Явление интерференции наблюдается при соединении только когерентных световых воли, т. е. таких волн, для которых за время, достаточное для наблюдения, сохраняется неизменная разность фаз. Интенсивность результирующего колебания в этом случае отличается от суммы интенсивностей составляющих колебаний и может быть меньше или больше ее в зависимости от разности фаз. Способность когерентных воли к интерференции означает, что в любой точке, которой достигнут эти волны, имеют место когерентные колебания. Они будут интер-фериро15ать, если ориентация и поляризация волн таковы, что направления колебаний совпадают. Результат интер- [c.226]

Взаимосвязь макро- и микропараметров среды была обоснована микроскопич. электронной теорией X. А. Лоренца (1880), рассматривающей электрон (атом) как осциллятор, а среду как набор частиц-осцилляторов. Падающая световая волна вызывает колебания в частицах, в результате чего они излучают волны, когерентные с падающей. Вторичная волна одного атома действует на др. атомы и вызывает их дополнит, излучение интерференция всех этих волн с падающей объясняет все явления отражения и преломления. Если расстояние между частицами X (что справедливо для оптич. диапазона) и если плотность частиц одинакова во всём объёме среды, то расчёт по молекулярной теории приводит к тем же выводам, что и феноменологич. теория. Именно в среде вторичные волны гасят падающую и создают прелом.чённую вне среды интерференция вторичных волн приводит к образованию отражённой волны с амплитудой, описываемой ф-лами Френеля. Если расстояние между частицами сравнимо с А. (в ренте, области), то феноменологич. теория неправомерна. необходим другой подход (см. Дифракция рентгеновских лучей). Тепловое движение частиц нарушает постоянство их плотности и приводит к новому явлению — молекулярному рассеянию света. [c.512]

Оптичеср1й неразрушающий контроль основан на взаимодействии электромагнитного излучения с контролируемым объектом и регистрации результатов этого взаимодействия. Методы, относящиеся к оптическому НК по ГОСТ 24521-80, различаются длиной волны излучения или их комбинацией, способами регистрации и обработки результатов взаимодействия излучения с объектом. Общим для всех методов является диапазон длин волн электромагнитного излучения который составляет 10" ...10 м (3 10 .,.3 10 Гц) и охватывает диапазоны ультрафиолетового (УФ), видимого (ВИ) ((3,8...7,8) 10" м) и инфракрасного (ИК) излучения, а также информационные параметры оптического излучения, которыми являются пространственно-временное распределение его амплитуды, частоты, фазы, поляризации и степени когерентности. Изменение этих параметров при взаимодействии с объектом контроля в соответствии с основными физическими явлениями (интерференции, поляризации, дифрак-ции преломления, отражения, рассеяния, поглощения и дисперсии излучения), а также изменения характеристик самого объекта в результате эффектов люминесценции, фотоупругости, фотозфомизма и др. используют для получения дефектоскопической информации. Оптическое излучение — это электромагнитное излучение, возникновение которого связано с движением электрически заряженных частиц, переходом их с более высокого уровня энергии на более низкий. При этом происходит испускание световых фотонов. [c.53]

Состояние поляризации света существенно может сказываться в интерференционных явлениях, так как два когерентных линейно поляризованных луча могут интерферировать только, когда направления колебаний их электрических векторов совпадают. Если Hie один из компонентов электрического вектора световой волны повернулся каким-то образом в перпендикулярное положение к другому компоненту, то интерференции этих лучей в обычном сд[ысле не произойдет, а изменится только состояние полярпзации. [c.491]

В интерферометре Уверского (фиг. 16) использовано явление интерференции света, возникающее при взаимодействии световых волн, имеющих одинаковую д.1шну, происходящих от одной и той же светящейся точки (так называемых когерентных волн), но идущих по различным путям и при соединении накладывающихся друг на друга, создавая интерференционную картину. [c.28]

Изложенная картина О. с. иосит феноменологич. характер среды считаются непрерывными и описываются макроскопич. параметрами (показатель преломления, диэлектрич. проницаемость и т. п.). Микроскопич. теория, основанная на атомистич. представлениях, призвана обосновать такой подход и указать границы его применимости, связать е со свойствами отдельных атомов или молекул, состав ляющих среду. Молекулярная теория О. с. исходит из следующего среда считается набором частиц (атомов, молекул), расположенных в вакууме падающая световая волна вызывает колебания в частицах, в результате чего они излучают волны, когерентные с цадающей вторичная волна одного атома, в свою очередь, действует на другие атомы и вызывает их дополнительное излучение интерференция всех этих волн с падающей должна объяснить явления преломления и О. с. Если расстояние между частицами значительно меньше Я и если плотность числа частиц одинакова во всех точках объема среды , то расчет по молекулярной теории приводит к тем же выводам, что и феноменологич. теория. Именно, в среде вторичные волны гасят падающую волну и создают преломленную вне сроды интерференция вторичных волн приводит к образованию отраженной волны с френелевской амплитудой. Если расстояние между частицами сравнимо с Я (практически это имеет место в рентгеновской области), то феноменологич. теория неправомерна и необходим иной подход (см. Дифракция рентгеновских лучей). Тепловое движение молекул обусловливает нарушение словия постоянства плотности частиц и приводит к новому явлению — молекулярному рассеянию света. [c.567]

Явления интерференции поляризованных лучей в истории оптики имели большое значение для выяснения фундаментального вопроса о природе световых колебаний. Они исследовались в классических опытах Френеля и Араго (1816 г.). Конечно, лучи от независимых источников света интерферировать не будут, даже если они предварительно пропущены через поляризационное приспособление. Для интерференции необходима когерентность. Однако, как видно из формулы (26.2), результат интерференции линейно поляризованных лучей зависит от угла между плоскостями световых колебаний. Интерференционные полосы наиболее контрастны, когда плоскости колебаний параллельны. Интерференция никогда не наблюдается, если волны поляризованы во взаимно перпендикулярных плоскостях. Это впервые было установлено в упомянутых выше опытах Френеля и Араго. Отсюда Френель пришел -к заключению о поперечности световых колебаний (см. 26, пункт 5). [c.480]

Томас Юнг (1773-1829) — английский ученый, один из создателей волновой оптики, член королевского научного общества (1794), в 1802-1829 гг. — его секретарь. Учился в Лондонском, Эдинбургском и Геттингенском университетах, где сначала изучал медицину, но потом увлекся физикой, в частности оптикой и акустикой. В последние годы жизни занимался составлением египетского словаря. Работы относятся к оптике, акустике, механике, математике, астрономии, геофизике, филологии. Юнг впервые объяснил явление аккомодации глаза изменением кривизны хрусталика. В трактате Опыты и проблемы по звуку и свету выступил в защиту волновой теории света и предложил принцип суперпозиции волн. В 1801 г. первым объяснил явление интерференции света, ввел сам этот термин. Выполнил первый демонстрационный эксперимент по наблюдению интерференции соста, получив два когерентных источника света. Измерил длины волн разных цветов, получив для красного света значение 0,7 мкм, для фиолетового — 0,42 мкм. Высказал мысль, что спст и лучистая то-плота отличаются друг от друга только длиной волны, выдвинул идею поперечности световых волн. [c.21]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...