Жарықтың интерференциясы

Екі немесе бірнеше жарық толқындары кеңістіктің белгілі бір нүктесінде қабаттасқанда сол нүктедегі қорытқы жарық тербелісінің интенсивтілігінің артуын немесе кемуін жарық интерференциясы деп атайды.

Мысалы қарастырылатын нүктеде амплитудалары және , тербеліс фазалары және болатын екі жарық тербелістері қабаттассын.

мұндағы: , толқындық сан.

мұндағы: .

1) Жарық толқындарының фазалар айырмасы тұрақты болмаған жағдайда, яғни :

Жарықтың интенсивтілігі тербеліс амплитудасының квадратына тура пропорционал екенін ескерсек, яғни

2) Жарық толқындарының фазалар айырмасы тұрақты болған жағдайда, яғни :

.

Бұл жағдайда жарық интенсивтілігі

Фазалар айырмасы болса, берілген нүктедегі жарық толқыны кемиді, ал фазалар айырмасы болса, жарық толқыны күшейеді.

Интерференция құбылысы байқалуы үшін қабаттасатын жарық тербелістерінің фазаларының айырмасы тұрақты болу қажет. Мұндай жарық толқындарын когерентті толқындар деп атайды.

Суретте көрсетілгендей нүктелік жарық көзінен шыққан және екі жарық толқындары абсолют сыну көрсеткіштер сәйкесінше және екі орталарда таралсын. Бұл толқындардың теңдеулері , .

Олардың тербеліс фазаларының айырмасы .

екенін ескерсек

шамасын жарық сәулесінің жүрген жолының оптикалық ұзындығы деп атайды. Сонда

мұндағы: жарық сәулелерінің жүрген жолдарының оптикалық ұзындықтарының айырмасы немесе қысқаша оптикалық жол айырмасы.

қатынасын ескерсек жарық сәулелерінің жүрген жолдарының оптикалық ұзындықтарының айырмасы мен фазалар айырмасы арасындағы байланысты анықтайтын формула алынады..

.

1) Егер жарық сәулелерінің жүрген жолдарының оптикалық ұзындықтарының айырмасы (оптикалық жол айырмасы) жұп санды жарты толқын ұзындығына тең болса, онда кеңістіктің бұл нүктесінде жарық тербелістері бірін-бірі күшейтеді (максимум шарты).

немесе

мұндағы: бүтін сандар, интерференциялық көріністің реті деп аталады.

2) Егер жарық сәулелерінің жүрген жолдарының оптикалық ұзындықтарының айырмасы (оптикалық жол айырмасы) тақ санды жарты толқын ұзындығына тең болса, онда кеңістіктің бұл нүктесінде жарық тербелістері бірін-бірі әлсіретеді (минимум шарты).

немесе

Интерференция құбылысы кезінде кеңістіктің берілген нүктесінде жарық энергиясы қайта таралып орналасады. Mаксимум байқалатын нүктедегі қорытқы жарық энергиясы қабаттасатын жеке жарық энергияларының қосындысына тең болады.

Юнг тәжірибесіндегі максимум байқалатын нүктенің орны формуласымен, минимум байқалатын нүктенің орны формуласымен анықталады.

Көршілес екі минимумның ара қашықтығын интерференциялық жолақтың ені деп атайды.