Какво е намесата на светлината?

Във всяка точка, две вълни, които се разпространяват в пространството, дават геометрична сума на техните колебания. Този принцип се нарича вълнова суперпозиция. Този закон се спазва с невероятна точност. Въпреки това, в редки случаи той може да бъде пренебрегнат. Това се отнася за ситуации, при които вълните се разпространяват в сложни среди, когато тяхната интензивност (амплитуда) става много голяма. Този принцип означава, че определен брой електромагнитни вълни, които се разпространяват в определена среда, самата среда реагира по много специфичен начин - реагира само на една вълна, сякаш няма други наблизо. Математически, това означава, че във всяка точка на избраната среда интензитетът и електромагнитна индукция полетата ще бъдат равни на векторната сума на магнитните индукции и силните страни на всички кумулативни полета. Поради принцип на суперпозиция Електромагнитните вълни пораждат явления като дифракция и интерференция на светлината. Те са интересни от физическа гледна точка, освен това, те са поразителни в своята красота.

Каква е намесата?

Да се ​​разгледа това явление може да бъде предмет само на специални условия. Интерференцията на светлината е образуването на ленти за затихване и усилване, които се редуват една с друга. Едно от важните условия е налагането на електромагнитни вълни (светлинни лъчи) един на друг и техният брой трябва да бъде от две или повече. Постоянната вълна е специален случай. Трябва да се отбележи, че интерференцията е чисто вълнов ефект, приложим не само за светлина. В стоящата вълна, която се формира от суперпозицията на отразената или инцидентната вълна, има максимуми (антиноди) и минимуми (възли) на интензивност, които се редуват помежду си.

Общи условия

Интерференционни вълни, дължащи се на тяхната кохерентност. Какво означава този термин? Кохерентността е последователността на вълните във фаза. Ако две вълни, които идват от различни източници, се припокриват, тогава фазите им ще се променят произволно. Светлинните вълни са следствие от излъчването на атоми, така че всеки от тях е резултат от налагането на огромен брой компоненти.

Ниски и върхове

За появата на “правилни” усилвания и затихване на общите вълни в пространството е необходимо добавените компоненти при всяка избрана точка да бъдат заглушени. Това означава, че за дълго време електромагнитните вълни трябва да са в противофаза, така че фазовата разлика винаги да остава същата. Максимумът се появява в момента, в който съставните вълни са в една фаза, т.е. когато се усилват. Интерференцията на светлината се наблюдава при условие на постоянна фазова разлика в дадена точка. И такива вълни се наричат ​​кохерентни.

Природни източници

Кога можем да наблюдаваме такова явление като интерференцията на светлината? излъчвана електромагнитни вълни от естествени източници са некохерентни, защото те са произволно създадени от различни атоми, обикновено напълно несъвместими един с друг. Всяка отделна вълна, освободена от атом, е сегмент от синусоида, абсолютно съгласуван със себе си. Следователно е необходимо да се раздели един поток светлина от източник на два или повече лъча и след това да се наложи получената светлина един на друг. В този случай ще можем да наблюдаваме минимумите и максимумите на такова явление като интерференцията на светлината.

Надзор над налагане на вълни

Както бе споменато по-горе, интерференцията на светлината е много широка концепция, при която резултатът от добавянето на светлинни лъчи в интензитет не е равен на интензивността на отделните лъчи. В резултат на това явление има преразпределение на енергията в пространството - формират се същият минимум и максимум. Ето защо интерференционният модел е просто редуване на тъмни и светли ивици. Ако използвате бяла светлина, ивиците ще бъдат боядисани в различни цветове. Но когато в обикновения живот отговаряме на намесата на светлината? Това се случва доста често. Неговите прояви включват петролни петна по асфалта, сапунени мехурчета с преливници на дъгата, игра на светлина върху повърхността на закален метал, рисунки на крилата на водното конче. Това е цялата намеса на светлината в тънките филми. Всъщност този ефект не е толкова лесен за наблюдение, колкото изглежда. Ако светят две абсолютно еднакви лампи, интензитетът им се увеличава. Но защо няма ефект на намеса? Отговорът на този въпрос е в отсъствието на такава суперпозиция на най-важното условие - кохерентност на вълните.

Фринел

За да получим интерферентен модел, ние вземаме източник, който е тесен осветена цепнатина, инсталирана успоредно на ръба на самия бипризма. Вълната, идваща от нея, ще бъде разделена поради пречупването на бипризма в половината и ще достигне екрана по два различни начина, т.е. да има разлика в пътя. На екрана се появяват редуващи се тъмни и светли ивици, в частта, в която светлинните лъчи се припокриват от половината на бипризма. Разликата в курса е ограничена по някои причини. Във всеки акт на радиация атомът освобождава така наречения вълнов влак (система от електромагнитни вълни), който се разпространява в пространството и времето, запазвайки синусоидалността. Продължителността на този влак е ограничена от затихването на естествените колебания на частица (електрон) в атома и сблъсъците на този атом с други. Ако преминаваме бялата светлина през бипризма, тогава можем да видим интерференция на цветовете, какъвто беше случаят с тънките филми. Ако светлината е монохроматична (от. T дъгов разряд във всеки газ), интерференционният модел ще бъде просто светли и тъмни ивици. Това означава, че дължините на вълните на различните цветове са различни, т.е. светлината с различни цветове и се характеризира с разликата в дължините на вълните.

Получаване на вълни

Идеалният източник на светлина е лазер (квантов генератор), който по своята същност е кохерентен източник на стимулирано излъчване. Дължината на кохерентна лазерна кука може да достигне хиляди километри. Именно благодарение на квантовите генератори учените създадоха цяла област от модерна оптика, която те наричаха последователни. това физика е невероятно обещаващ от гледна точка на технически и теоретични постижения.

Области на действие

В по-широк смисъл понятието "интерференция на светлината" е модулацията в пространството на енергийния поток и неговото радиационно състояние (поляризация) в областта на пресичането на няколко електромагнитни вълни (две или повече). Но къде се използва този ефект? Използването на светлинни смущения е възможно в различни области на технологията и промишлеността. Например, това явление се използва за извършване на прецизен контрол на повърхностите на обработените продукти, както и механични и термични напрежения в частите, за измерване на обемите на различни обекти. Също така, интерференцията на светлината е намерила приложение в микроскопията, инфрачервената спектроскопия и оптичното излъчване. Това явление е в основата на съвременната триизмерна холография, активната раманова спектроскопия. Най-често интерференцията, както се вижда от примерите, се използва за високо прецизни измервания и за изчисляване на показатели на пречупване в различни среди.