Интерференция света. Интерференция света , пространственное перераспределение энергии светового излучения при наложении двух или нескольких световых волн; частный случай общего

Интерференция света, пространственное перераспределение энергии светового излучения при наложении двух или нескольких световых волн; частный случай общего явления интерференции волн. Нек-рые явления И. с. наблюдались ещё И. Ньютоном в 17 в., однако не могли быть и объяснены с точки зрения его корпускулярной теории. Правильное объяснение И. с. как типично волнового явления было дано в нач. 19 в. франц. физиком О. Ж. Френелем и англ. учёным Т. Юнгом. Наиболее часто наблюдается И. с., характеризующаяся образованием стационарной (постоянной во времени) интерференционной картины (и. к.) - регулярного чередования областей повышенной и пониженной интенсивности света к явлениям И. с. относятся также световые биения и явления корреляции интенсивности. Строгое объяснение этих явлений требует учёта как волновых, так и корпускулярных св-в света и даётся на основе квант. электродинамики

Интерференция света - это сложение полей световых волн от двух или нескольких (сравнительно небольшого числа) источников. В общем случае поляризация каждой из интерферирующих волн (т. е. направление, вдоль которого колеблется вектор электрического поля; магнитное поле не учитываем) имеет свое направление, и сложение двух волн есть векторное сложение. Обычно рассматривают интерференцию волн, имеющих одинаковую поляризацию. Тогда волны складываются алгебраически

Пусть имеются два источника гармонических электромагнитных волн, создающих на некотором отдалении от себя в точке наблюдения поля, колеблющиеся следующим образом:

E ₁ (t) = E ₁ cos(wt + j ₁ ), E ₂ (t) = E ₂ cos(wt + j ₂ )

Здесь Е ₁ и Е ₂ - амплитуды колебаний (происходящих с одинаковой частотой); j ₁ и j ₂ - их фазы. Для простоты положим E ₁ = E ₂ = E ₀ . Тогда результирующее колебание имеет вид:

E = 2E ₀ cos1/2(j ₁ - j ₂ ) Х

Х cos[ wt + 1/2(j ₁ + j ₂ )] = E _R cos(wt + j _R )

Следовательно, результирующее колебание есть также синусоидальное колебание, но с иными амплитудой и фазой:

E _R = 2E ₀ cos1/2(j ₁ - j ₂ ), j _R = 1/2(j ₁ + j ₂ ). (1)

Результирующее поле имеет амплитуду, связанную с амплитудами соотношением

E ² _R = E ² ₁ + E ² ₂ + 2E ₁ E ₂ cos(j ₂ - j ₁ ). (2)

Как известно, интенсивность электромагнитной волны, проходящей через некоторую точку пространства, пропорциональна квадрату напряженности электрического поля в этой точке. Следовательно, суммарная интенсивность света в точке наблюдения складывается из интенсивности обоих источников E ² ₁ и E ² ₂ и дополнительного фактора, который можно назвать интерференционным членом:

2E ₁ E ₂ cos(j ₂ - j ₁ ). В зависимости от разности фаз j ₂ - j ₁ колебаний источников он может быть положительным, отрицательным или равным нулю. При этом предполагается, что j ₂ - j ₁ не зависит от времени, а только от пространственных координат.