Стоячие световые волны

Опыт Винера.

Рассмотрим интерференцию двух когерентных волн, распространяющихся на встречу друг другу. Для этого на зеркальную поверхность перпендикулярно направим монохроматический луч. После отражения световая волна теряет и распространяется в обратном направлении. Рассмотрим интерференцию падающей и отраженной волн, которые имеют одинаковые амплитуды.

(4.52)

(4.53)

(4.54)

Из (4.54) следует:

1. фаза результирующей волны не зависит от пространственной координаты х. Это означает, что изменяется одновременно во всех точках пространства. Поэтому такая световая волна называется стоячей.

2. амплитуда результирующей волны зависит от расстояния х. Существуют точки, для которой , которые называются узлами.

(4.55)

Вдоль оси х существуют такие точки в которых амплитуда имеет максимальное значение.

Такие точки называются пучностями.

(4.56)

3. из (4.55) и (4.56) следует, что

·первый узел соответствует , а первая пучность расположена от зеркальной поверхности на расстоянии

·расстояние между соседними узлами и пучностями равно

4. при отражении световой волны магнитный вектор Н не теряет , поэтому в стоячей волне магнитный вектор имеет пучности, соответственно узловым точкам электрического вектора и узловые точки, соответствующие пучностям.

На этом свойстве стоячей световой волны освоен опыт Винера, который определяет какой из векторов световой волны Е или Н воздействует на светочувствительные среды. Направлен пучок света на зеркальную поверхность. В результате интерференции падающей и отраженной волн образуется стоячие волны у которых пучность электрического вектора Е расположена на расстоянии от зеркала, а пучность магнитного вектора на расстоянии .

В результате измерения этих расстояний оказалось, что первая пучность в фоточувствительном слое, где максимальная интенсивность находиться на расстоянии от зеркальной поверхности из этого следует, что на фоточувствительную среду оказывает влияние электрический вектор Е, который иногда называют световым вектором. Для повышения точности измерений: расстояние между пучностями. Винер использовал тонкую стеклянную пластину с фоточувствительным слоем, которая образует малый угол с зеркальной поверхностью.

Свойства стоячей световой волны используется в Литмановском методе цветной фотографии. Современная цветная фотография не использует этот метод, но этот метод лежит в голографии. Толстый слой фотоэмульсии наносится на зеркальную поверхность, на которую нормально падает световой пучок несущий информацию о цветном изображении. В результате интерференции падающей и отраженной волн образуются стоячие волны для каждой монохроматической составляющей света. После экспонирования и обработки такой фотопластинки внутри фотоэмульсии образуются зеркальные плоскости, соответствующие пучностям монохроматических стоячих волн.

Если на такую фотопластинку падает белый свет, то он будет отражаться от образованных зеркальных плоскостей, расстояние между которыми . В результате интерференции световых волн, отраженных от различных плоскостей усиливаются будут только те монохроматические составляющие, для которых выполняется условие максимума:

Поэтому в тех местах фотопластинки, где был зафиксирован возникает интерференционный максимум, соответствующий этой длине волны, то есть образовывается цветное изображение.

4.11. Двулучевые интерферометры .