Условия интерференции

Волны должны быть когерентны. Когерентность -согласованность.

Когерентность- согласованное протекание нескольких случайных колебательных или волновых процессов, позволяющее получить при их сложении чёткую интерференционную картину.

Интерференция света возникает от согласованных, когерентных источников, которые обеспечивают постоянную во времени разность фаз слагаемых волн в разных точках.

Волны, отвечающие этому условию, называются когерентными.

Первый эксперимент по наблюдению интерференции света в лабораторных условиях принадлежит И. Ньютону. Он наблюдал интерференционную картину, возникающую при отражении света в тонкой воздушной прослойке между плоской стеклянной пластиной и плосковыпуклой линзой большого радиуса кривизны (рис. 3.7.1). Интерференционная картина имела вид концентрических колец, получивших название колец Ньютона

Таким образом, интерференция может возникнуть только при сложении когерентных колебаний. Волны, создающие в точке наблюдения когерентные колебания, также называются когерентными.

Интерференция света - условия max и min.

Условие максимума:

Если в оптической разности хода волн укладывается четное число полуволн или целое число волн, то в данной точке экрана наблюдается усиление интенсивности света (max).

, где - pазность фаз складываемых волн.

Условие минимума:

Если в оптической разности хода волн укладывается нечетное число полуволн, то в точке минимум.

Монохроматическая (или синусоидальная) волна, распространяющаяся в направлении радиус-вектора , записывается в виде

где a – амплитуда волны, k = 2π / λ – волновое число, λ – длина волны, ω = 2πν – круговая частота. В оптических задачах под E следует понимать модуль вектора напряженности электрического поля волны. При сложении двух волн в точке P результирующее колебание также происходит на частоте ω и имеет некоторую амплитуду A и фазу φ:

1. Дифракция света. Принцип Гюйгенса – Френеля. Дифракционная решётка. Период дифракционной решётки. Условия главных максимумов и минимумов при дифракционной решётке.

Дифракция света - отклонение световых волн от прямолинейного распространения, огибание встречающихся препятствий.

Дифракционная решетка - система препятствий (параллельных штрихов), сравнимых по размерам с длиной волны.

Принцип Гюйгенса–Френеля.

Каждая точка волновой поверхности служит источником

вторичных сферических волн. Все эти вторичные волны являются когерентными ввиду общности их происхождения от первичного источника (и, стало быть, могут интерферировать

друг с другом); волновой процесс в окружающем пространстве есть результат интерференции вторичных волн.

Дифракционная решётка — это оптический прибор, позволяющий получать разложение света на спектральные составляющие и измерять длины волн. Дифракционные решётки бывают

прозрачными и отражательными.

Интерференционные максимумы наблюдаются в тех случаях, когда разность хода равна целому числу длин волн:

Условия интерференционных максимумов дифракционной решётки, наблюдаемых под определёнными углами, имеют вид:

где

— период решётки,

— угол максимума данного цвета,

— порядок максимума, то есть порядковый номер максимума, отсчитанный от центра картинки,

— длина волны.

Если же свет падает на решётку под углом , то:

11. Тепловое излучение тел. Характеристики теплового излучения. Закон теплового излучения Стефана – Больцмана.

12.

Тепловое излучение - это электромагнитное излучение, которое возникает за счет энергии вращательного и колебательного движения атомов и молекул в составе вещества. Тепловое излучение характерно для всех тел, которые имеют температуру, превышающую температуру абсолютного нуля.

Тепловое излучение тела человека относится к инфракрасному диапазону электромагнитных волн.

Тепловое излучение - это электромагнитное излучение, испускаемое веществом и возникающее за счёт его внутренней энергии. Такое излучение испускают все тела, состоящие из большого числа атомов, при любой температуре выше абсолютного нуля. Кроме того, тепловое излучение имеет сплошной спектр, то есть нагретое тело излучает некоторое количество энергии излучения в любом диапазоне частот. Распределение энергии излучения тела по спектру зависит от температуры тела. При этом для всех тел с увеличением температуры максимум энергии излучения смещается в коротковолновый участок спектра, а общая энергия излучения возрастает. По закону излучения Стефана-Больцмана полная энергия, излучаемая за 1 секунду единичной площадкой поверхности абсолютно черного тела, пропорциональна четвертой степени его абсолютной температуры, то есть при повышении температуры в 2 раза интенсивность излучения увеличивается в 16 раз.

Этот закон утверждает, что энергетическая светимость абсолютно черного тела пропорциональна четвертой степени его абсолютной температуры, то есть

.

(1.7)

По современным измерениям постоянная Стефана-Больцмана Вт/(м²(К⁴).

Для реальных тел закон Стефана-Больцмана выполняется лишь качественно, то есть с ростом температуры энергетические светимости всех тел увеличиваются. Однако, для реальных тел зависимость энергетической светимости от температуры уже не описывается простым соотношением (1.7), а имеет вид

.