Интерференция и дифракция света Интерференция

Интерференция и дифракция света

• Интерференция света — нелинейное сложение интенсивностей двух или нескольких световых волн. Это явление сопровождается чередующимися в пространстве максимумами и минимумами интенсивности. Её распределение называется интерференционной картиной. При интерференции света происходит перераспределение энергии в пространстве.

• Впервые явление интерференции было независимо обнаружено Робертом Бойлем (1627— 1691 гг. ) и Робертом Гуком (1635— 1703 гг. ). Они наблюдали возникновение разноцветной окраски тонких плёнок (интерференционных полос), подобных масляным или бензиновым пятнам на поверхности воды • В 1801 году Томас Юнг (1773 — 1829 гг. ), введя «Принцип суперпозиции» , первым объяснил явление интерференции света, ввел термин «интерференция» (1803) и объяснил «цветастость» тонких пленок. Он также выполнил первый демонстрационный эксперимент по наблюдению интерференции света, получив интерференцию от двух щелевых источников света (1802); позднее этот опыт Юнга стал классическим.

• Интерференция в тонкой плёнке. Альфа — угол падения, бета — угол отражения, жёлтый луч отстанет от оранжевого, они сводятся глазом в один и интерферируют

• Так, интерференция возникает при разделении первоначального луча света на два луча при его прохождении через тонкую плёнку, например плёнку, наносимую на поверхность линз у просветлённых объективов. Луч света, проходя через плёнку толщиной , отразится дважды — от внутренней и наружной её поверхностей. Отражённые лучи будут иметь постоянную разность фаз, равную удвоенной толщине плёнки, от чего лучи становятся когерентными и будут интерферировать. Полное гашение лучей произойдет при , где λ — длина волны.

• В приближении геометрической оптики, когда есть смысл говорить об оптической разности хода лучей, для двух лучей ΔL = L 2 − L 1 = kλ — условие максимума; – ΔL = L 2 − L 1 = (2 k + 1) * λ / 2 — условие минимума, где k=0, 1, 2. . . и L 1, 2 — оптическая длина пути первого и второго луча, соответственно

• Дифра кция во лн — явление, которое можно рассматривать как отклонение от законов геометрической оптики при распространении волн.

Дифракция волн наблюдается независимо от их природы и может проявляться: • в преобразовании пространственной структуры волн. В одних случаях такое преобразование можно рассматривать как «огибание» волнами препятствий, в других случаях — как расширение угла распространения волновых пучков или их отклонение в определённом направлении; • в разложении волн по их частотному спектру; • в преобразовании поляризации волн; • в изменении фазовой структуры волн.

• Расстояние r от щели определяется как:

• где – d — расстояние между кристаллическими плоскостями, – θ угол скольжения — дополнительный угол к углу падения, – n (n = 1, 2…) — целое число называемое порядком дифракции.