Интерференционные опыты

Необходимо также отметить, что при выполнении опыта Юнга или какого-либо другого интерференционного опыта с исполь- [c.183]

Как ясно из описания, картина будет представлять чередование резких черных полос, разделенных более светлыми промежутками, только в том случае, когда мы имеем дело с монохроматическим светом (А. имеет вполне определенное значение). Практически для интерференционного опыта достаточно покрыть источник цветным стеклом (светофильтром), выделяющим совокупность волн, незначительно отличающихся друг от друга по своей длине. Если же источник посылает белый свет, то интерференционная картина представит собой чередование цветных полос, причем полной темноты не будет нигде, ибо места минимумов для одной длины волны совпадают с местами максимумов для другой. Измеряя расстояния Si между соседними максимумами для данного цвета, можно определить (приблизительно) длину волны, соответствующую этому цвету. [c.76]

В других, более тонких, интерференционных опытах (см. ниже) монохроматизация света при помощи светофильтров недостаточна, и надо прибегать к иным способам получения монохроматического излучения. [c.76]

Для того чтобы придать новой постановке вопроса сразу конкретный характер, обратимся к схеме интерференционного опыта Юнга (см. рис. 4.10). Предположим, что опыт осуществляется без [c.83]

В интерференционном опыте Юнга (см. 16) источниками света служат две щели, освещаемые некоторым источником света, т. е. схема опыта в существенных своих чертах совпадает со схемой рис. 4.20. Если разность хода сравнительно невелика, так что наблюдаются полосы низкого порядка, то контрастность интерференционных полос будет определяться главным образом степенью пространственной когерентности освещения щелей. Аналогично положение и в случае звездного интерферометра Майкельсона (см. 45), где частичная пространственная когерентность освещения щелей интерферометра служит средством для измерения угловых размеров звезд. [c.105]

До сих пор мы рассматривали интерференционные опыты, в которых измеряется интенсивность света в зависимости от разности хода (или времени задержки) между двумя интерферирующими пучками. Результаты этих опытов, как было выяснено, можно описать [c.110]

Таким образом, главные качественные особенности функции О (т) — максимум при малых т и постоянство при больших т — правильно передаются выбранной моделью. Как и в случае интерференционных опытов, время корреляции определяется, естественно, длительностью цуга волн Т. [c.112]

Если освещать клин точечным источником света, т. е. использовать исключительно когерентное излучение, то легко понять, что схема рассматриваемого опыта будет аналогична схемам интерференционных опытов Френеля и интерференционная картина будет нелокализованной. Таким образом, локализация интерференционной картины в рассматриваемых случаях есть следствие использования протяженных источников света. Можно получить локализованную интерференционную картину от пленок, используя и [c.123]

Полученное условие можно истолковать иным способом угловые размеры источника должны быть меньше разрешаемого системой расстояния, выраженного в угловой мере (см. (63.2)). К тому же результату можно прийти с помощью общего условия (17.1), ограничивающего допустимые в интерференционных опытах размеры протяженного источника света, если принять во внимание совпадение апертуры интерференции и угла и на рис. 11. 9 и в соотношении (63.1). [c.260]

Необходимо подчеркнуть пространственную когерентность излучения в сечении лазерного светового пучка, тесно связанную с его расходимостью (см. 22). Если на пути лазерного светового пучка расположить две узкие параллельные щели, прорезанные в непрозрачном экране, т. е. осуществить схему интерференционного опыта Юнга (см. 16), но без первой входной щели, то на экране, поставленном за этими щелями, можно наблюдать интерференционную картину с высокой видимостью (контрастностью) ее полос. Это значит, что излучение лазера пространственно когерентно. [c.788]

Зависимость показателя преломления от освещенности обусловливает своеобразные и эффектные явления в условиях, типичных для двухлучевых интерференционных опытов. Пусть в толстой плоскопараллельной пластинке (рис. 41.3) лазерный пучок разделяется на два пучка, которые сводятся затем бипризмой Френеля в нелинейной среде /, например, в кювете с сероуглеродом. В области пересечения пучков можно наблюдать интерференционные полосы, однако непосредственно они нас не будут сейчас интересовать. Будем следить за освещенностью экрана ЕЕ, установленного на таком расстоянии, что на нем пучки уже не перекрываются. Если интенсивность пучков невелика, то на экране ЕЕ видны два пятна, показанные на правой части рис. 41.3 в виде заштрихованных кружков. При достаточно больших значениях интенсивности, на экране появляются два новых пятна, смещенные в направлении, [c.824]

Данный опыт хорошо известен в классической оптике. Однако, подобно интерференционному опыту Юнга, он имеет прямое отношение к квантовой физике. Как и в интерференционном опыте, будем уменьшать интенсивность светового пучка до тех пор, пока через поляризаторы не пойдут одиночные фотоны. Рассмотрим проиллюстрированные на рис. 4,6 случаи в применении к одиночным фотонам. Напомним, что поляризация фотона соответствует поляризации световой волны, из которой взят данный фотон. Это означает, в частности, что после первого поляризатора будем иметь линейно поляризованные (в направлении оси поляризатора) фотоны. Вот с этими фотонами и будем далее работать, называя их условно исходными. [c.98]

КОГЕРЕНТНОСТЬ СВЕТА В КВАНТОВОЙ ОПТИКЕ Беседа. Небольшой предварительный диалог 287 13.1. Интерференционные опыты. Когерентность первого и более высоких порядков 289 13.2. Флуктуации числа фотонов 293 13.3. Состояния квантованного поля излучения [c.239]

АВТОР. Речь шла не только об этом. Подчеркивалось, например, что квантовая физика позволяет рассматривать как возникновение, так и разрушение интерференции, что, с точки зрения квантовой физики, интерференционные явления могут выходить за рамки волновых представлений. Теперь же мы пойдем еще дальше — убедимся, что для объяснения некоторых интерференционных опытов фотонные представления становятся необходимыми. В связи с этим мы поговорим о флуктуациях числа фотонов в световых пуч- [c.288]

Интерференционные опыты. Когерентность первого и более высоких порядков [c.289]

В интерференционных опытах исследуется взаимная корреляция (взаимная когерентность) световых колебаний в различных пространственно-временных точках поля. В простейшем случае рассматриваются только две точки поля. Этот случай отвечает классическому интерференционному опыту Юнга. [c.289]

Когерентности различных порядков. Как уже отмечалось, в интерференционных опытах типа опыта Юнга проявляется корреляция световых колебаний в двух пространственно-временных точках. Пусть это будут точки (Гх, i) и [c.292]

Когерентность первого порядка определяет величину интерференционных эффектов в большинстве классических интерференционных опытов. [c.292]

Более тонкими (выявляющими флуктуации интенсивности) являются интерференционные опыты, имеющие дело с когерентностью второго порядка. В них исследуется корреляция световых колебаний в четырех пространственно-временных точках. В общем случае функцию когерентно- [c.292]

Для экспериментальной проверки утверждения, что возникновение интерференционной картины не обусловлено одновременным участием в процессе большого числа фотонов, были поставлены многие интерференционные опыты с очень малыми интенсивностями света, когда можно было быть уверенным, что одновременно в образовании интерференционной картины участвует не более одного фотона и, следовательно, интерференционная картина образуется последовательным попаданием на экран отдельных фотонов. Результаты этих опытов однозначно свидетельствуют, что [c.45]

Например, в интерференционном опыте Юнга (рис. 24) состояние фо- [c.45]

В другом интерференционном опыте, также предложенном Френелем, для разделения исходной световой волны на две используют призму с углом при вершине, близким к 180° (бипризма Френеля). Источником света служит ярко освещенная узкая щель 5, параллельная преломляющему ребру бипризмы (рис. 5.6). Можно считать, что здесь образуются два близко лежащих мнимых изображения 5, и источника 5, так как каждая половина бипризмы отклоняет лучи на небольшой угол (и—1)р. [c.209]

Но для наблюдения интерференции нет необходимости использовать поляризованный свет. Неполяризованный (естественный) свет можно представить в виде суперпозиции двух некогерентных волн, поляризованных во взаимно перпендикулярных направлениях. В рассмотренных выше интерференционных опытах эти волны создают две независимые, но пространственно совпадающие системы полос, так как свет распространяется в изотропной среде, где фазовые скорости ортогонально поляризованных волн одинаковы и, следовательно, для каждой точки наблюдения обе волны имеют одну и ту же разность хода интерферирующих пучков. [c.210]

Мы рассмотрели интерференционные опыты, в которых деление амплитуды световой волны ог источника происходило в результате частичного отражения на поверхностях плоскопараллельной пластинки. В случае точечного источника полосы можно наблюдать всюду, т. е. они не локализованы. Но на бесконечности или в фокальной плоскости собирающей линзы полосы наблюдаются и при протяженном источнике. Локализованные полосы при протяженном источнике можно наблюдать и в других условиях. Оказывается, что для достаточно тонкой пластинки или пленки (поверхности которой не обязательно должны быть параллельными и вообще плоскими) можно наблюдать интерференционную картину, локализованную вблизи отражающей поверхности. В белом свете интерференционные полосы окрашены. Поэтому такое явление называют цвета тонких пленок. Его легко наблюдать на мыльных пузырях, на тонких пленках масла или бензина, плавающих на поверхности воды, на пленках окислов, возникающих на поверхности металлов при закале, и т. п. [c.215]

Почему в интерференционных опытах по методу деления амплитуды с помощью тонкой прозрачной пластинки используют обычно отраженный свет, а не прошедший [c.218]

Начнем с простейшего случая, когда источник излучает две очень узкие, близкие друг к другу спектральные линий с частотами (О, и 0)2. Если бы излучение на каждой из частот представляло собой бесконечную синусоидальную волну, то результирующее излучение было бы волной средней частоты с периодически изменяющейся амплитудой. Но в действительности излучение каждой из спектральных компонент представляет собой хаотическую последовательность более или менее длинных волновых цугов. Обычно за время наблюдения проходит много цугов, колебания в которых никак не связаны по фазе. Поэтому можно считать, что вместо одного имеется два расположенных в одном месте источника, независимо друг от друга излучающих волны с частотами Ш] и (02. При выполнении интерференционных опытов с таким источником каждая из волн создает свою интерференционную картину и эти картины просто налагаются одна на другую. [c.219]

В интерференционных опытах по методу деления волнового фронта (см. 5.2) полосы на экране перпендикулярны плоскости, в кото- [c.234]

С классической точки зрения пояснить когерентный характер вынужденного излучения можно следующим образом. Процесс вынужденного испускания обратен по отношению к поглощению (иногда его называют отрицательным поглощением). При распространении светового пучка в поглощающей среде происходит уменьшение интенсивности, но полностью сохраняются свойства когерентности. Это следует хотя бы из того, что в любых интерференционных опытах прохождение исходного пучка света через серый фильтр, уменьшающий интенсивность без изменения спектрального состава, не разрушает интерференционной картины. Поэтому можно ожидать, что при прохождении света через среду, содержащую возбужденные атомы, в результате вынужденного испускания будет происходить усиление распространяющейся волны при сохранении ее когерентности. [c.441]

Рнс. 5.12. Оптическая система для интерференционного опыта. [c.180]

Рассмотрим два узкополосных, статистически стационарных световых пучка, представляемых аналитическими сигналами и (Рь О и и(Рг, О- Эти волны могут рассматриваться как идущие от двух отверстий в точках Р] и Рг в интерференционном опыте Юнга. Обе волны налагаются друг на друга, приобретя задержки Т1 и Т2, в результате чего возникает световая волна [c.182]

В дальнейшем необходимо учитывать немонохроматичность излучения, используемого для тех или иных интерференционных опытов. В соотношениях (6.57) и (6.58) v -= сД означает среднюю (или центральную) частоту, соответствующую максимуму [c.305]

В рамках изложенных представлений и при использовании понятия пространственной когерентности роль входной щели 5 в традиционной постановке интерференционного опыта Юнга состоит в следующем. В отсутствие такой щели или при слишком большой ее ширине не обеспечивается пространственная когерент- [c.85]

Точки Pj, Ра были выбраны произвольно в частности, они могут совпадать. В этом случае колебания Sj (Pj, t), (Pi, / + т) отличаются только моментом времени, когда они совершаются, и говорят о временной когерентности колебаний. В разобранных выше интерференционных опытах, где в качестве источников света Si, Sa выступали два изображения одного точечного источника света, существенна именно временнйя когерентность, поскольку складываются колебания, происходившие в разные моменты времени, но в одном и том же реальном точечном источнике света. [c.104]

Каждое из условий (64.1) и (64.2), будучи взятым вне связи с другим, можно выполнить сравнительно просто. Например, четкая интерференционная картина с небольшим значением порядка т легко возникает на сравнительно больших площадях, в чем мы убедились в 16, обсуждая разнообразные схемы интерференционных опытов. Однако одновременное выполнение обоих условий вынуждает работать со столь малыми потоками, что эксперименты по голографии с нелазерными источниками света оказались чрезвычайно трудными и сложными. [c.260]

Как уже упоминалось в 18, интерференция двух когерентных волн осуществляется наиболее эффективно в том случае, когда направления колебаний во взаимодействующих пучках совпадают. Мы видели также, что метод Фрёнеля получения двух когерентных пучков обеспечивает в обычных интерференционных опытах сохранение состояния поляризации интерферирующих волн. [c.388]

Возможность получения световых волн, поляризованных в любой плоскости, позволяет поставить вопрос о взаимодействии волн, колебания которых взаимно перпендикулярны. Основные опыты в этом направлении были выполнены Aparo и Френелем (1816 г.). Они показали, что если в обычном интерференционном опыте на пути двух интерферирующих пучков поставить поляризационные устройства, обеспечивающие их взаимно перпендикулярную поляризацию, то интерференция наблюдаться не будет. Но если повернуть одно из этих поляризационных устройств на 90°, [c.388]

Следует особо отметить опыты по интерференции поляризованных световых пучков, выполненные Френелем совместно с Араго в 1816 г. Исследователи обнаружили, что выходящие из двулучепреломляющего кристалла исландского шпата обыкновенный и необыкновенный лучи друг с другом не интерферируют. Две системы волн, на которые делится свет при прохождении через кристалл, не оказывают друг на друга никакого действия ,— констатировал Френель. После ряда интерференционных опытов, в которых варьировалась поляризация световых пучков, Френель пришел к выводу, что световые волны поперечны колебания частиц эфира совершаются не вдоль направления распространения волны, а перпендикулярно этому направлению. Два параллельных световых пучка, у которых плоскости колебаний совпадают, интерферируют друг с другом наилучшим образом тогда как при взаимно перпендикулярных плоскостях колебаний пучки совсем не интерферируют. Иначе говоря, наилучшая интерференция наблюдается при взаимной параллельности плоскостей поляризации световых пучков если же пучки поляризованы во взаимно перпендикулярных плоскостях (как, например, выходящие из кристалла обыкновенный и необыкновенный лучи), то интерференция отсутствует. [c.28]

Теперь обратимся к интерференционному опыту иного типа— опыту, выполненному X. Брауном и Р. Твиссом в середине 50-х годов. В этом опыте в отличие от опыта Юнга флуктуации интенсивности света (флуктуации числа фотонов в световых пучках) непосредственно определяют получаемый результат. [c.291]

Достоинством знаменитого опыта Юнга является ясность идеи, наглядность результата и простота исполнения. Эти свойства позволяют отнести его к основополагающим интерференционным опытам. Но как учебный опыт он не получил широкого распространения. Существенный его недостаток в этом плане сводится к малой светосильности расположения, в результате чего систему полос Юнга легко наблюдать только в индивидуальных условиях. В современной практике точечный вариант опыта обычно заменяют щелевым . В качестве полезной иллюстрации ниже приведены фотографии картин дифракции от регулируемой двойной щели при френелевском (рис. 3.2) и фра-унгоферовском (рис. 3.4, 3.5) способах наблюдения. Снимки рис. 3.2 получены в сходящихся лучах по схеме рис. 3.1 при X — В — [c.90]

Исчезновение полос в интерференционных опытах при увеличении разности хода легко объяснить на основе этой модели. Каждый волновой цуг в интерференционном опыте делится на два цуга одинаковой протяженности, которые затем по разны.м путя.м приходят в точку наблюдения. Если оптическая разность длин этих путей превышает протяженность цуга, то один из цугов. минует точку наблюдения раньше, чем другой дойдет до нее. Тем самым интерференция двух цугов, образовавшихся из одного, становится невозможной. В точке наблюдения идет наложение цугов, порожденных разными цугами в излучении источника. Результат будет таким же, как при наложении волновых цугов от разных источников за время наблюдбния проходит большое число цугов, фазы колебаний в которых никак не связаны друг с другом, поэтому интерференционный член в среднем обращается в нуль и происходит просто сложение интенсивностей. [c.227]

При анализе интерференционного опыта Поля (см. рис. 5.8) для упрощения будем пренебрегать преломлением в слюде, т. е. заменим пластинку двумя отражающими параллельными плоскостями, расстояние между которыми равно толщине h пластинки. Тогда расстояние между вторичными источниками Si и (мнимыми изображениями источника S) равно 2/г. Легко видеть, что угол схождения лучей в точку наблюдения в этом опыте равен апертуре интерференции 2о). Расстояние SiP равно (a + fe)/ os0, поэтому 2to = 2ft sin 0/ S P = =hs n 20/(a + fe). Толщина h листочка слюды очень мала ( г0,05 мм) по сравнению с а + Ь ( 5 м), поэтому мала и апертура интерференции 2(0 (при любом положении точки наблюдения Р, включая 0 = 45°). Следовательно, размер источника S может быть достаточно большим из (5.51) находим Я(а +Ь)/(2/г sin 20). При К= = 5-10 см, Л=0,05 мм, а + Ь = 5 м и 0 = 45° должно быть 2,5 см. Для демонстрации опыта Поля можно использовать небольшую ртутную лампу без всяких дополнительных щелей, что обеспечивает большую светосилу. С помощью листочка слюды площадью несколько квадратных сантиметров можно получить яркую интерференционную картину больших размеров, покрывающую потолок и стены аудитории. Размер источника ( г 10 мм) гораздо больше расстояния IS1S2I (—0,1 м), так что мнимые изображения источника почти полностью перекрываются. [c.240]

Выше предполагалось, что отверстия в интерференционном опыте Юнга малы и центральные зоны их дифракционных картин полностью перекрывают всю область наблюдения. Поэтому при условии квазимонохроматичности света возникает интерферограмма с постоянной амплитудой максимумов, налагаюи1,аяся на плавно меняющийся уровень интенсивности, который можно считать постоянным в рассматриваемой области. Недостатком столь малых отверстий является, конечно, то, что к плоскости наблюдения приходит мало света поэтому нам нужно выяснить, к чему приведет увеличение размеров отверстий. [c.178]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...