3.4. Интерференция и дифракция. Кольца Ньютона. Функция рассеяния точки

Оптическое явление, возникающее при взаимодействии

двух или более световых волн и состоящее во взаимном их усилении или ослаблении.

Интерференция возникает в том случае, если разность фаз складываемых световых колебаний постоянна во времени. Колебания световой волны, удовлетворяющие этим условиям, называют когерентными. Интерференционная картина выглядит как система

чередующихся тёмных и светлых полос для монохроматического излучения или окрашенных полос для «белого света». Интерференция волн — взаимное усиление или ослабление амплитуды двух или нескольких когерентных волн, одновременно распространяющихся в пространстве.Интерферировать могут все волны, однако устойчивая интерференционная картина будет наблюдаться только в том случае, если волны имеют одинаковую частоту и колебания в них не ортогональны. При интерференции энергия волн перераспределяется в пространстве.

Опыт Томаса Юнга стал экспериментальным доказательством волновой теории света — пучок света направляется на непрозрачный экран-ширму с двумя параллельными прорезями, позади которого устанавливается проекционный экран. Этот опыт демонстрирует интерференцию света, что является доказательством волновой теории. Дифра́кция во́лн— явление, которое можно рассматривать как отклонение от законов геометрической оптики при распространении волн. Первоначально понятие дифракции относилось только к огибанию волнами препятствий Функция рассеяния точки

В идеальной оптической системе точка изображается в виде точки, а в реальной оптической системе точка изображается в виде пятна рассеяния. Функция рассеяния точки - это функция, описывающая зависимость распределения освещенности от координат в плоскости изображения.

Ко́льца Нью́тона — кольцеобразные интерференционные максимумы и минимумы, появляющиеся вокруг точки касания слегка изогнутой выпуклой линзы и плоскопараллельной пластины при прохождении света сквозь линзу и пластину. Простая интерференционная картина возникает в тонкой прослойке воздуха между стеклянной пластиной и положенной на нее плосковыпуклой линзой, сферическая поверхность которой имеет большой радиус кривизны. Эта интерференционная картина имеет вид концентрических колец, получивших название кольца Ньютона. Ньютон наблюдал и исследовал их не только в белом свете, но и при освещении линзы одноцветным (монохроматическим) пучком. Оказалось, что радиусы колец одного и того же порядкового номера увеличиваются при переходе от фиолетового конца спектра к красному; красные кольца имеют максимальный радиус.

Кольца Ньютона используются для измерения радиусов кривизны поверхностей, для измерения длин волн света и показателей преломления. В некоторых случаях (например, при сканировании изображений на плёнках или оптической печати с негатива) кольца Ньютона представляют собой нежелательное явление.

3.5. Явление линейной поляризации света. Поляризация при отражении и преломлении света. Закон Брюстера

Поляризация — для электромагнитных волн это явление направленного колебания векторов напряженности электрического поля E или напряженности магнитного поля H. Когерентное электромагнитное излучение может иметь:Линейную поляризацию — в направлении, перпендикулярном направлению распространения волны;Круговую поляризацию — правую либо левую, в зависимости от направления вращения вектора индукции;Эллиптическую поляризацию — случай, промежуточный между круговой и линейными поляризациями. Скорость распространения волны может зависеть от её поляризованности. Две волны, линейно поляризованные под прямым углом друг к другу, не интерферируют. Закон Брюстера — закон оптики, выражающий связь показателя преломления с таким углом, при котором свет, отражённый от границы раздела, будет полностью поляризованным в плоскости, перпендикулярной плоскости падения, а преломлённый луч частично поляризуется в плоскости падения, причем поляризация преломленного луча достигает наибольшего значения. Легко установить, что в этом случае отраженный и преломленный лучи взаимно перпендикулярны. Соответствующий угол называется углом Брюстера.Поляризация при отражении и преломлении степень поляризации света зависит от свойств вещества, в котором преломляются или от которого отражаются световые лучи. При определённом строении атомов вещества, и формы его кристаллической решётки, эффект поляризации при преломлении становится

достаточно сильным, чтобы его можно было наблюдать в опытах. Тоже самое можно сказать и для поляризации при отражении.