Интерференция света.

Когерентными называются волны, которые:

1. Имеют одинаковую частоту(длину волны);

2. Разность фаз которых не меняются с течением времени;

3. Колебание волн происходит в одной плоскости;

Этому условию удовлетворяют монохроматические волны – неограниченные в пространстве волны одной определенной строгой частоты.

Для световых волн справедлив принцип суперпозиции.

Тогда результирующая напряженность электрического (магнитного)поля двух световых волн, проходящих через одну и туже точку равна сумме напряженностей электрических (магнитных) полей каждой из волн.

Основное действие света связано обычно с вектором Е далее будем рассматривать только эту компоненту.

Пусть даны две монохроматические волны.

E₁ = A₁cos(w₁t+φ ₁)

E₂ = A₂cos(w₂t+ φ ₂)

φ 1 φ 2 –начальные фазы

Т.к. рассматриваем когерентные волны, имеем:

w1=w2

φ 1-φ 2=const(t)

Тогда амплитуда результирующих колебаний будет определяться:

A²= A² ₁₊ A² ₂+ 2A₁ A₂cos(φ 1-φ 2)

Т.к. cos(φ 1-φ 2) имеет постоянное во времени, но свое для каждой точки пространства:

I ` A²

I= I₁₊ I₂+ 2 cos(φ 1-φ 2)

Точка, где cos(φ 1-φ 2)> 0 => I> I₁₊ I₂

Если cos(φ 1-φ 2)< 0 => I< I₁₊ I₂

При наложении двух или нескольких когерентных световых волн происходит пространственное перераспределение светового потока, в результате чего в одних местах возникают mах, а в других min интенсивности.

Это явление называется интерференцией световых волн.

В случае некогерентных волн, когда разность фаз меняется с течением времени, среднее значение cos(φ 1-φ 2)=0. Тогда интенсивность результирующей волны постоянна и равна сумме интенсивностей.

I=I₁₊ I_2,

Если I₁ = I₂

I=2I₁

В случае когерентных волн cos(φ 1-φ 2)! =0, а имеет постоянное во времени и для каждой точки пространства свое значение, то при I₁ = I₂ интенсивность результирующей волны будет:

cos(φ 1-φ 2)=1 => I=4I₁ - max

cos(φ 1-φ 2)=-1 => I=0 – min