Краткая теория исследуемого явления

Интерференцией света называется явление, возникающее при наложении двух или более волновых процессов и сопровождаю­щееся перераспределением энергии волн в пространстве.

При интерференции световых волн возникает типичная интерференционная картина чередующихся максимумов и минимумов освещенности.

Для наблюдения интерференционной картины в какой-либо области необходимо, чтобы волны, приходящие в каж­дую точку, имели постоянную (не меняющуюся с течением времени) разность фаз, одинаковые частоту и направление колебаний. Волны, удовлетворяющие вышеуказанным условиям, называются когерентными.

Независимые источники света (две лампочки или даже два различных участка одного и того же светящегося тела) не создают когерентных волн, а следовательно, и устойчивой интерференционной картины. Отдельные атомы светящегося источника излучают непрерывно только в течение некоторого конечного промежутка времени ( 10^-8 с). В один момент излучает одна группа атомов, в последующий момент – дру­гая. Поэтому начальная фаза световых колебаний, испускае­мых одним и тем же источником света, быстро и беспоря­дочно меняется за время наблюдения. При наложении света от таких источников мгновенные интерференционные карти­ны сменяют одна другую настолько часто, что это воспри­нимается глазом как равномерная освещенность.

Когерентные световые волны можно получить путем раз­деления светового потока, исходящего из одной точки (т.е. от группы близлежащих атомов), на несколько потоков по­средством частичного отражения или преломления волн.

Применяя этот прием, заставляют интерферировать две части одной и той же волны, прошедшие различные пути и снова сошедшиеся.

Между частями одной и той же волны возникают некото­рая постоянная во времени разность фаз и соответствую­щая ей оптическая разность хода . Если равна четному числу полуволн или целому числу длин волн, т. е.

, (1)

где k – целое число; – длина световой волны, то интерферирующие вол­ны приходят в точку наблюдения с одинаковыми фазами и уси­ливают друг друга.

В этой точке наблюдается максимум освещенности.

Если равна нечетному числу полуволн:

, (2)

то интерферирующие волны встречаются в противоположных фазах и ослабляют друг друга – в этой точке освещенность минимальна.