2 Вопрос Методы наблюдения интерференции света

Для осуществления интерференции света необходимо получить когерентные световые пучки, для чего применяются различные приемы. До появления лазеров во всех приборах для наблюдения интерференции света когерентные пучки получали разделением и последующим сведением световых лучей, исходящих из одного и тога же источника. Практически это можно осуществить с помощью экранов и щелей, зеркал и преломляющих тел.

1. Метод Юнга. Источником света служит ярко освещенная щель S , от которой световая волна падает на две узкие равноудаленные щели S1 и S2, параллельные щели S. Таким образом, щели S1 и S2 играют роль когерентных источников.

Интерференционная картина наблюдается на экране, расположенном на некотором расстоянии параллельно S1 и S2. Т. Юнгу принадлежит первое наблюдение явления интерференции.

2. Зеркала Френеля. Свет от источника S падает расходящимся пучком на два плоских зеркала А10 и А20, расположенных относительно друг друга под углом,

лишь немного отличающихся от 180°. Используя правила построения изображения в плоских зеркалах, можно показать, что и источник, и его изображения S1 и S2, лежат на одной и той же окружности с центром в О (точка соприкосновения зеркал). Световые пучки, отразившиеся от обоих зеркал, можно считать выходящими из мнимых источников S1 иS2, являющихся мнимыми изображениями S в зеркалах. Мнимые источники Si и S2 взаимно когерентны, и исходящие из них световые пучки, встречаясь друг с другом, интерферируют в области взаимного перекрывания. Можно показать, что максимальный угол расхожде­ния перекрывающихся пучков не может быть больше 2ф, Интерференционная карти­на наблюдается на экране, защищенном от прямого попадания света заслон­кой.

3. Бипризма Френеля. Она состоит из двух одинаковых, сложенных основаниями призм с малыми преломляющими углами. Свет от источника S преломляется в обеих призмах, в результате чего за бипризмой распространяются световые лучи, как бы исходящие из мнимых источников Si и S2, являющихся когерентными. Таким образом, на поверхности экрана происходит наложение когерентных пучков и наблюдается интерференция.

Расчет интерф. картины от двух источников. Расчет интерференционной картины для рассмотренных выше методов наблюдения интерференции света можно провести, используя две узкие параллельные щели, расположенные достаточно близко друг к другу. Щели Si и S2 находятся на расстоянии d друг от друга и являются когерентными источниками света. Интерференция наблюдается в произ­вольной точке А экрана, параллельного обеим щелям и расположенного от них на расстоянии /, причем l»d. Начало отсчета выбрано в точке О, симметричной относительно щелей.

Интенсивность в любой точке А экрана, лежащей на расстоянии х от О, определяется оптической разностью хода А=s2—S1. Из рис. имеем

Расстояние между двумя соседними мак. (или мин.), называемое шириной интерф. полосы, равно

Следует, что интерференционная картина, создаваемая на экране двумя когерентными источниками света, представляет собой чередова­ние светлых и темных полос, параллельных друг другу.