4 Вопрос

Интерференция (физика) — взаимное увеличение или уменьшение результирующей амплитуды двух или нескольких когерентных волн при их наложении друг на друга.

Когере́нтность (от лат. cohaerens — «находящийся в связи»):

• Когерентность нескольких колебательных или волновых процессов (в физике) — согласованность (скоррелированность) этих процессов во времени, проявляющаяся при их сложении.

Монохроматический свет (от моно... и греч. chroma, родительный падеж chromatos — цвет),электромагнитная волна одной определённой и строго постоянной частоты из диапазона частот,непосредственно воспринимаемых человеческим глазом . Происхождение термина «М. с.» связано с тем, чторазличие в частоте световых волн воспринимается человеком как различие в цвете. Однако по своейфизической природе электромагнитные волны видимого диапазона не отличаются от волн др. диапазонов(инфракрасного, ультрафиолетового, рентгеновского и т. д.), и по отношению к ним также используют термин«монохроматический» («одноцветный»), хотя никакого ощущения цвета эти волны не дают.

Пусть две волны одинаковой частоты, накладываясь друг на друга, возбуждают в некоторой точке пространства колебания одинакового направления:

Амплитуда результирующего колебания в данной точке определяется выражением

Если разность фаз возбуждаемых колебаний  остается постоянной во времени, то волны называются когерентными.

Величина   называется оптической разностью хода и равна разности оптических длин  . Оптической длиной S волны называется произведение геометрического пути   на показатель преломлений среды n:

где n- показатель преломления среды показывает во сколько раз скорость распространения света в вакууме (скорость света с=3·10⁸ м/с), больше скорости распространения света в данной среде – v_ф – фазовой скорости.

Интенсивность волны I пропорциональна квадрату амплитуды I ∼ А², следовательно,

т.к.  для когерентных волн, то в зависимости от величины оптической разности хода Δ в одних точках будет усиление света, а в других - его ослабление.

В случае если I₁ = I₂, то

I_max =4I₁,

I_min =0,

т.е. будет происходить перераспределение интенсивности (энергии) волн в пространстве.

Перераспределение светового потока в пространстве, в результате которого в одних точках возникают максимумы, а в других минимумы интенсивности, называется интерференцией.

Необходимым условием интерференции волн является их когерентность. Однако в силу поперечности электромагнитных волн условие их когерентности еще недостаточно для получения интерференционной картины. Необходимо, кроме когерентности, чтобы колебания векторов  электромагнитных полей, интерферирующих волн совершались вдоль одного и того же или близких направлений, т.е. необходимо, чтобы интерферирующие волны распространялись в одном направлении и плоскости   этих волн были близки.

Когерентными являются монохроматичные волны - неограниченные в пространстве волны одной определенной и строго постоянной частоты. Т.к. ни один реальный источник не даёт строго монохроматичного света, то волны, излучаемые любыми источниками света, кроме лазера, являются некогерентными. Поэтому на опыте не наблю­дается интерференция света от независимых источников света, например, от двух электрических лампочек.