Интерференция света

1. Что собой представляет волновой пакет?

Суперпозиция волн, малоотличающихся друг от друга по частоте, занимающая в каждый момент времени ограниченную область пространства.

2. Что называют групповой скоростью?

Скорость перемещения интерференционной картины, образованной группой волн различных частот, распространяющихся в одном направлении. Она не имеет отношение к переносу энергии этими волнами.

3. Какой свет называется монохроматическим?

Монохроматические волны – строго синусоидальная волна с постоянным во времени циклической частотой (ω) и амплитудой (а) и начальной фазой (ф). Амплитуда и фаза могут меняться от одной точки пространства к другой, частота одна и та же для колебательного процесса во всем пространстве. Монохроматическое колебание в каждой точке пространства длится бесконечно во времени. Поэтому строго монохроматические волны не могут быть точно реализованы на практике.

4. Что называется интерференцией?

Интерференция – явление наложения когерентных волн, при котором, в зависимости от соотношения фаз складываемых волн происходит их усиление или ослабление, т.е. происходит перераспределение интенсивностей налагаемых волн.

5. Как выглядит интерференционная картина от красного источника?

Т.к. красный свет является монохроматическим, то интерференционная картина будет представлять собой чередование светлых и темных полос.

Условие максимума.

Если на оптической разности хода двух интерферирующих волн наблюдается четное число полуволн, то тогда наблюдается максимум интерференционной картины.

Условие максимума: cos (∆ φ)= +1 при ∆ φ =2mπ

∆ s = (ln-l₁ n) = ∆ ln=(λ /2π) * ∆ φ = (λ /2π)*2π m= 2m* λ /2

Условие минимума.

Если на оптической разности хода двух интерферирующих волн наблюдается нечетное число полуволн, то тогда наблюдается минимум интерференционной картины.

Условие минимума: cos (∆ φ)= -1 при ∆ φ =(2m+1)π

∆ s = (l₂n-l₁n) = ∆ ln=(λ /2π) * ∆ φ = (λ /2π)*(2m+1)π = (2m+1)* λ /2

Докажите, что при интерференции двух одинаковых по интенсивности волн в максимуме наблюдается учетверение интенсивности.

φ ₂ – φ ₁=0 cos0=1 I=I₂+I₁

(√ I₂I₁) cos (φ ₂ – φ ₁)= I₁ + I₁ + 2I₂ = 4I

9. Какие волны называются когерентными?

Волны, у которых разность фаз возбуждаемые колебаниями, остается постоянной во времени, называются когерентными.

10. Что такое длина когерентности?

Расстояние, которое волна пройдет до тех пор, пока ее фаза не изменится на π. l_к = v t_к /n

11. Что называется временем когерентности?

Среднее время (t_к), в течение которого амплитуда, начальная фаза колебаний и частота остаются неизменными.

12. Почему при наложении двух пучков естественного света не наблюдается интерференционной картины?