Lungimea de undă și numărul de undă - studopediya

Să luăm acum în considerare acele experimente în care pentru a obține surse coerente utilizate de divizarea amplitudinii undelor.

Să o placă subțire de grosime uniformă (Figura 12) din vid cade frontal val plat (corespunde unui fascicul de raze paralele) generate folosind o sursă punctiformă și obiectiv, la punctul central care se află sursa. Raze reflectate la punctul C de pe suprafața superioară a plăcii, și eliberat din ea după refracție fascicul 2 de la punctul A. reflecției la punctul B și punctul C. Indicele de refracție în paralel. Acest lucru este ușor de văzut, folosind legile de reflexie și refracție a luminii. Deoarece condițiile de propagare a razelor incidente pe placa, în acest experiment sunt aceleași, atunci perechile de raze și precum și alții cu ei identic de coborâre, diferența cale va fi la fel:

și, prin urmare, atunci când se utilizează o sursă de lumină albă va apărea pe întreaga placă vopsită într-o culoare corespunzătoare celei de lungimi de undă care satisface condiția maxim (2.21). Când se folosește o sursă monocromatică va apărea pe placă sau pe întuneric colorate sau în funcție de ce fel de condiții (2.21) și (2.22) poate fi realizat cu unghiul de incidență fasciculului.

Abilitatea de valuri interferențe de anulare reflectate de suprafața superioară a plăcii, undele reflectate de suprafața sa inferioară, este utilizată pentru iluminarea componentelor optice (optica de iluminare). de exemplu, lentilele camerei. Energia celor două valuri reflectate „transmise“ val transmis printr-un sistem similar cu cel prezentat în fig. 13.

Modelul interferență care apare în experiența corespunzătoare Fig. 12, este localizat la infinit, și pentru că razele sunt paralele între ele. Situat la infinit și două sisteme imaginare sursă de sunet razele reflectate definite, respectiv, de fețele superioară și inferioară ale plăcii. Aranjarea în calea fasciculului și care și lentilele de colectare similare (fig. 12, nu sunt prezentate), pot fi obținute de pe ecranul de la distanță de ea pe lungimea focala, franje de interferență fiecare corespunzând razele căzute pe placa sub aceeași, dar diferite pentru benzi diferite în jurul valorii de colț. Prin urmare, franjele de interferență în acest caz numit dungi de înclinare egale.

Uberom acum lentila circuitului este prezentată în Fig. 12. În acest caz, lumina de la sursa cade pe placa grinda divergent (fig. 14). Originea razelor, iar noua situație este aceeași ca ultimele două (Fig. 12, 13). Acum, cu toate acestea, aceste raze nu sunt paralele între ele și se abat de la un punct S. Sistemul de raze reflectate de suprafața superioară a plăcii, se determină poziția și razele sistemului reflectate de suprafața inferioară (similar în origine); - poziția celeilalte surselor coerente imaginare. Diferența cale optică, în acest caz se calculează conform formulei (2.30). Cu toate acestea, poziția punctului este acum determinată de condiția și nu, ca în Fig. 12.

Modelul interferență va avea forma unor cercuri concentrice ale căror centre coincid cu baza perpendicularei de la sursa pe fața superioară a plăcii pe care este localizată imaginea. La un moment dat inelul se va afla raze de ieșire care trec în interiorul distanțele identice placă. Din acest motiv, benzile de sistem observate în această schemă, denumite benzi de grosime egală.

În cazul în care - o sursă de unde monocromatice, modelul de interferență de inele de lumină și întuneric alternativ. Când se folosește o sursă de lumină albă, franje de interferență sunt inel iridescent.

Benzile de grosime egală pot fi obținute atunci când un fascicul paralel de raze de lumină cu un unghi mic al penei realizat dintr-un material cu un indice de refracție. diferența de cale și originea care este clar din Fig. 15, de asemenea, definit prin formula (2.30).

S-a obținut în acest caz franjele de interferență sunt paralele cu marginea penei, sunt localizate pe suprafața sa și este locul geometric al punctelor la care valurile vin, trecut pe aceeași cale în interiorul penei. Fie colorate sau irizate care constituie un sistem de benzi de lumină și întuneric, așa cum este determinat anterior de compoziția spectrală a radiației incidente.

O varietate de benzi de grosime egala inelelor Newton sunt localizate pe suprafața penei de aer cu unghi variabil de înclinare (Fig. 16).

Este prin interferometru de acest tip a fost de fapt de o importanță extremă a stabilit mai întâi: viteza luminii în direcția de lungimea și lățimea orbitei Pământului este aceeași. Interferometri dispozitive care utilizează Chemat fenomen de interferență în scopuri practice.

Lumina de la o sursă de fascicul paralel direcționată spre grinda splitter (jumătate oglindă) P. montat la un unghi de 45 0 pe axa fasciculului. O parte din ea se duce la oglindă și reflectată de ea, se întoarce la placa P. reflectată de ea și se duce la observator. Acea parte a grinzii, care este reflectată de placa P a avut loc la oglinda este reflectată de aceasta, trece printr-o placă P pentru observator. sistem de val, vin la observatorul din oglindă și interfera unele cu altele.

În această schemă se poate obține benzi de înclinare egale, în cazul oglinzii plane sunt reciproc perpendiculare, sau egală cu grosimea benzii dacă unghiul dintre oglinzi este aproape, dar nu sunt egale.

Atragem atenția asupra faptului că fasciculul 1 trece printr-un fascicul de splitter P de trei ori, în timp ce fasciculul 2 - doar o singură dată. Pentru a evita o diferență de lungime de cale mare între grinzi și de-a lungul căii fasciculului compensator placa 2 este K.

Și care este sensul expresiei „mare diferență cale“?

unde monocromatice sunt idealizare matematice, convenabil pentru calcule teoretice, dar nu de fapt realizat. Pentru sursa lor de radiație trebuie să fie o „mișcare perpetuă“, oscilant la o frecvență constantă. Sursele val reale funcționează pentru un observator timp limitat sau dorinta (dorit - și oprit generatorul) sau de natura fizică a proceselor. Astfel, are loc atomii de radiații optice atunci când tranziția între două stări excitate sau între stările excitate și la sol. O astfel de tranziție este făcută pentru

10 -8 - 10 -10 la timp - este foarte mică în comparație cu eternitatea. Deja din acest motiv că radiația atomică nu este monocromatica si, cel mai bun caz, poate fi reprezentat printr-un „resturi de undă sinusoidală,“ numit tren de valuri. Dacă diferența de accident vascular cerebral valuri optice obținute de la o lungime a trenului (- vitezei luminii în vid) nu depășește valoarea (), câmpul interferență este superpoziția trenuri de undă coerente primite de același tren sursă. Dacă, totuși, zonele de interferență se suprapun reciproc trenuri valuri incoerente radiat diferite atomi, iar modelul de interferență nu este staționar în timp. În interferență teorie fiind numită timp coerență. și la distanță - lungimea de coerență a radiației. Restricții impuse de coerență timpului finit asociat cu conceptul de coerență temporală a valurilor.

Cu o creștere a diferenței cale de la zero la o scădere treptată a contrastului

modelul de interferență, ceea ce se explică prin diferența în timpul trenurilor de radiații coerente emise ca unic emițător elementar (atom) și diferitele emițători. Atunci când acest lucru se întâmplă de corelare incompletă modificări de fază aleatoare oscilații pliabili în legătură cu ceea ce se spune despre coerența lor parțială.

În plus față de coerența temporală discutată mai sus utilizează conceptul de coerență spațială. caracterizarea gradului de corelare a rezultatelor interferenței în acest punct al câmpului de interferență pentru diferite puncte ale sursei extinse.

1. NI Kaliteevskii Optica Wave. - M. Nauka, 1971. - 376 p.

2. Kitaygorodsky AI Fotoni și nucleu. - M. Nauka, 1979. - 208 p.

3. Kolomiitsev Y. Interferometri. Bazele teoriei inginerie. Aplicație. - L. Inginerie Mecanică, 1976. - 296 p.

Lungimea de undă - definită ca distanța dintre punctele cele mai apropiate, oscilând în aceeași fază.

Formula lungime de undă ușor obținute din mod similar cu formula:

Dacă perioada este, (3)

În cazul în care de la (2) să-și exprime perioadă și echivalate-l (3), obținem:

Sensul fizic al relației este că arată cât de multe lungimi de undă se potrivesc în unități de lungime. Raportul se numește numărul de undă desemnat, adică,