Музей ЧерномырдинаВидность V, которая характеризует контраст интерференционных полос: Одной из важных характеристик наблюдаемой интерференционной картины является видность. Период интерференционной картины
Период - интерференционная картина - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Период - интерференционная картина
Cтраница 1
Период интерференционной картины пропорционален длине волны. Поэтому расстояние между темными полосами тем больше, чем больше длина волны, и система темных полос в спектрографе будет сужаться от красного конца спектра к фиолетовому, как показано на рис. 28.6. Отрегулируем приборы таким образом, чтобы нулевая полоса была прямолинейной и перпендикулярной к направлению щели, и примем ее за ось абсцисс. [2]
Период интерференционной картины пропорционален длине волны. Поэтому расстояние между темными полосами тем больше, чем больше длина волны, и система темных полос в спектрографе будет сужаться от красного конца спектра к фиолетовому, как показано на рис. 28.6. Отрегулируем приборы таким образом, чтобы нулевая полоса была прямолинейной и перпендикулярной к направлению щели, и примем ее за ось абсцисс. Ось ординат у направим вдоль щели спектрографа. А ( У) by, где коэффициент Ъ задается параметрами применяемых приборов. [4]
Так как период интерференционной картины в голограмме зависит от угла между предметным и опорным лучами, то указанное выше соотношение между And может изменяться на обратное ( в зависимости от 0) даже в одной среде заданной толщины. [5]
Дело в том, что период интерференционной картины при значительном взаимном смещении спеклов уменьшается настолько, что становится меньше размера спеклов в плоскости наблюдения. В результате реализуется ситуация, когда спеклы модулируются интерференционными полосами, - в этом можно убедиться, наблюдая спекл-поле с помощью микроскопа. [6]
Метод, основанный на измерении периодов Ah интерференционных картин маятникового решения, противопоставляется методу определения структурных амплитуд из измеренных интенсив-ностей рассеяния от порошков. Необходимость учета вторичной экстинкции при рассеянии от порошков является источником ошибок, снижающих надежность и точность определений. От этих ошибок свободен метод измерений геометрии интерференционных картин от монокристаллов. [7]
Вейгерта) то образуется Г, на к-рой одновременно записаны две сдвинутые на 1 / 3 периода интерференционной картины периодич. Соответственно при реконструкции восстановятся две объектные волны, к-рые сдвинуты по фазе на / а периода и поляризованы под прямым углом друг к другу и под углом 45 по отношению к опорной волне. [9]
Выражение (3.57) показывает, что в общем случае штрихи решетки оказываются наклоненными по отношению к биссектрисе угла схождения записывающих волн, а период решетки отличен от периода интерференционной картины. Лишь в случае записи отражательной решетки при симметричном падении волн ( J3i 0з) ее штрихи не наклоняются, оставаясь параллельными границам среды, но при этом по линейному закону изменяется период решетки. Из выражения (3.57) следует, что поправка к вектору решетки является функцией интенсивности взаимодействующих волн. [10]
Таким образом, при произвольном выборе длины волны восстанавливающего излучения масштаб реконструированного изображения и плоскость его локализации остаются, как и в рассмотренном выше случае однократно экспонированных сфокусированных голограмм, неизменными, и кроме того, неизменным остается период интерференционной картины полос, связанной с поворотом объекта. Последнее принципиальное обстоятельство обусловлено тем, что синусы углов дифракции изменяются пропорционально изменению длины волны излучения, т.е. выполняется условие получения ахроматической системы интерференционных полос. [11]
Принцип голографии, сформулированный в наиболее общем виде, предполагает, что источником опорной волны может быть предмет совершенно произвольной формы. Использование протяженной опорной волны, приводя к образованию сложной интерференционной картины, требует точного воспроизведения исходной конфигурации и на зтапе восстановления. Даже незначительный сдвиг ( порядка периода интерференционной картины) протяженного источника ( см., например, [73 - 74]) приводит практически к полной потере изображения. В фурье-голографии компенсация протяженности опорного источника [36] также осуществляется путем использования при восстановлении либо самого источника, либо его части. При этом допустимы только параллельные сдвиги восстанавливающего источника в пределах входной апертуры. Поэтому в практике голографи-ческого эксперимента используют опорные волны простой формы - плоские или - сферические, за исключением специальных случаев, когда стоит задача предельно затруднить процесс восстановления. [12]
Второй тип процессов связан с поглощением света, к-рое приводит к образованию в среде разл. Вследствие миграции квазичастиц в среде происходит также изменение пространственного распределения п и к. Характер преобразования пучков в этом случае определяется свойствами квазичастиц, вид к-рых можно варьировать выбором частоты волн. Инерционность процессов записи и стирания определяется наименьшим из времен жизни квазичастиц и их диффузионно-дрейфовым перемещением на расстояния порядка периода интерференционной картины. [13]
Усреднение происходит как бы на интерференционном экране. В этом случае можно сказать, что на интерференционном экране мы видим суперпозицию многих интерференционных картин, взаимно уничтожающих друг друга. Отсюда следует, что время сбоя фазы - это такое время, за которое неопределенность фазы становится порядка периода интерференционной картины. Заметим, что в терминологии Фейнмана - Вернона, величина ( ег () - это функционал влияния двух путей, соответствующих двум парциальным волнам. Таким образом, мы получаем второе объяснение подавления квантовой интерференции. [14]
Работа ИЭ осуществляется по заложенной в нем жесткой программе в следующем порядке. На клавиатуре набирают значения угла з угл. При нажатии кнопки Счет пересчитываются значения угла в радианы, а затем в соответствующее ему число импульсов / i4 / / A - tg а. С нажатием кнопки Пуск значение h записывается в реверсивный счетчик и затем формируется команда, по которой запускается двигатель. При вращении двигателя поворачивается зеркало интерферометра и в фотоприемнике формируется электрический сигнал. Этот сигнал модулируется частотой 2 кГц посредством пьезоэлемен-та 15, причем глубина модуляции составляет 1 / 4 периода интерференционной картины. В результате с фотоприемника поступает сигнал, содержащий 1 - ю и 2 - ю гармоники, амплитуды которых изменяются по синусному и косинусному закону. Огибающие сигналов, сдвинутые относительно друг друга по фазе на 90, выделяются синхронными детекторами и фильтрами нижних частот, что позволяет с помощью логических элементов определить направление перемещения интерференционной картины. Из огибающих сигналов формируются счетные импульсы, которые вычитаются из ранее записанных в счетчике. При обнулении счетчика блок управления прекращает выработку напряжения питания двигателя. Из-за инерционности последнего остановка может произойти в пределах четвертьволнового участка интерференционной полосы, тогда из электронного блока подается напряжение на пьезопреобразова-тель 3, который доворачивает зеркало до точного наведения на центр полосы. [15]
Страницы: 1
www.ngpedia.ru
Интерференция - Стр 2
от её середины размывается, видны несколько полос, но далее постепенно они исчезают. Очевидно, это связано с тем, что степень когерентности складываемых в этих точках экрана волн постепенно уменьшается, по мере увеличения разности хода между ними.
Например, мы наблюдаем четыре порядка интерференции (4 полосы - mmax = 4 ), а затем полосы исчезают. Исчезновение полос сm >4 означает,
что, пока разность хода между волнами ∆ =mλ = 4λ, волны когерентны (этот вывод следует из условия минимумов и максимумов). Это значит, что вдоль распространения волны когерентными между собой будут только участки волны в этом интервалеlc ≈ ∆. Данный интервал и называется
длиной когерентности lc . В рассматриваемом случаеlc = 4λ. Заметим, что в данных условиях это простейший способ оценки длины когерентности:
где m max - максимальный порядок интерференции, соответствующий ещё
видимой светлой полосе. Всё это можно схематически представить с помощью рис. 3.1.
Свет, падающий на обе щели, имеет какую - то длину когерентности lког . Обе щели создают две волны с такой же длиной когерентности, но,
поскольку они достигают разных точек экрана с различными разностями хода, то участки когерентности обеих волн постепенно сдвигаются относительно друг друга и, начиная с m =5 , перестают перекрывать друг друга.
Рис. 3.1
Складываемые волны перестают быть когерентными, и интерференционные полосы исчезают. Всё сказанное справедливо при условии, что «первичная» щель достаточно узка. При расширении щели вступает в действие другой эффект, связанный с пространственной когерентностью (шириной интерференции).
Найдём выражение, определяющее lког . Известно, что строго монохро-
матический свет – это идеализация. Реальный свет остаётся в той или иной степени немонохроматическим, представляющим собой набор монохроматических компонент в некотором конечном интервале длин волн ( λ + ∆λ). Будем считать, что монохроматические компоненты равномерно заполняют этот интервал.
studfiles.net
Гипотеза м. Планка (1900 г.)
47
36. Свет как электромагнитная волна (ЭМВ). Интерференция света. Условия получения интерференционной картины. Условия максимума и минимума при интерференции
Развитие представлений о природе света.
Свет как электромагнитная волна
Первые представления о природе света возникли у древних греков и египтян. По мере изобретения и совершенствования различных оптических приборов (параболических зеркал, микроскопа, зрительной трубы) эти представления развивались и трансформировались. В конце XVII века возникли две теории света: корпускулярная (И. Ньютон) и волновая (Р. Гук и Х. Гюйгенс).
Рис. 1. Синусоидальная (гармоническая) электромагнитная волна.
Векторы ,ивзаимно перпендикулярны.
Согласно корпускулярной теории, свет представляет собой поток частиц (корпускул), испускаемых светящимися телами. Ньютон считал, что движение световых корпускул подчиняется законам механики. Так, отражение света понималось аналогично отражению упругого шарика от плоскости. Преломление света объяснялось изменением скорости корпускул при переходе из одной среды в другую.Волновая теория, в отличие от корпускулярной, рассматривала свет как волновой процесс, подобный механическим волнам. В основу волновой теории был положен принцип Гюйгенса, согласно которому каждая точка, до которой доходит волна, становится центром вторичных волн, а огибающая этих волн дает положение волнового фронта в следующий момент времени. С помощью принципа Гюйгенса были объяснены законы отражения и преломления.
В 60-е годы XIX века Максвеллом были установлены общие законы электромагнитного поля, которые привели его к заключению, что свет – это электромагнитные волны. Важным подтверждением такой точки зрения послужило совпадение скорости света в вакууме с электродинамической постоянной
По своим физическим свойством свет принципиально неотличим от электромагнитного излучения других диапазонов – различные участки спектра отличаются друг от друга только длиной волны λ и частотой ν.
| Рис. 2. Шкала электромагнитных волн. Границы между различными диапазонами условны. |
Электромагнитная теория света позволила объяснить многие оптические явления, такие как интерференция, дифракция, поляризация и т. д. Однако, эта теория не завершила понимание природы света. Уже в начале XX века выяснилось, что эта теория недостаточна для истолкования явлений атомного масштаба, возникающих при взаимодействии света с веществом. Для объяснения таких явлений, как излучение черного тела, фотоэффект, и др. потребовалось введение квантовых представлений. Наука вновь вернулась к идее корпускул – световых квантов.
,
где 0 энергия кванта света; частота; h = 6,6310-34 Джс.
Квантовая теория света Эйнштейна (1905 г.)
.
Интерференция света. Условия получения интерференционной картины. Условия максимума и минимума при интерференции
Интерференцией света называется наложение двух (или нескольких) когерентных световых волн, при котором происходит пространственное перераспределение светового потока, в результате чего в одних местах пространства свет усиливается (максимум интенсивности), в других – ослабляется (минимум интенсивности).
Интенсивность в любой точке М экрана, лежащей на расстоянии х от точки 0, определяется разностью хода
Δ = L2 L1 (2)
;
;
;
Так как l >> d, то L2 + L1 2l и
. (3)
Условие максимума Δ = mλ; (m = 0, ±1, ±2, ...)
. (4)
Условие минимума (m = 0, ±1, ±2, ...)
. (5)
Шириной интерференционной полосы называется расстояние между двумя соседними максимумами (или минимумами)
, (5)
ширина интерференционной полосы не зависит от порядка интерференцииm и является постоянной. Главный максимум интерференции при m = 0 в центре, от него максимумы первого (m = 1), второго (m = 2) и т. д. порядков.
Для видимого света 10-7 м , 0,1 мм = 10-4 м (разрешающая способность глаза) интерференция наблюдается при l/d = x/ > 103.
37. Когерентность. Интерференция в тонких пленках.
Кольца Ньютона
Когерентность и монохроматичность световых волн
Когерентностью называется согласованное протекание во времени и пространстве нескольких колебательных или волновых процессов.
Условию когерентности удовлетворяют монохроматические волны – неограниченные в пространстве волны одной определенной и строго постоянной частоты ( = const).
Реальные световые волны не являются строго монохроматическими. В силу фундаментальных физических причин излучение всегда имеет статистический характер. Атомы светового источника излучают независимо друг от друга в случайные моменты времени, и излучение каждого атома длится очень короткое время (τ ≤ 10–8 с). Результирующее излучение источника в каждый момент времени состоит из вкладов огромного числа атомов. Через время порядка τ вся совокупность излучающих атомов обновляется. Поэтому суммарное излучение будет иметь другую амплитуду и, что особенно важно, другую фазу. Фаза волны, излучаемой реальным источником света, остается приблизительно постоянной только на интервалах времени порядка τ.
Прерывистое излучение света атомами в виде отдельных коротких импульсов называется волновым цугом. Средняя продолжительность одного цуга называется временем когерентности τког.
studfiles.net
Интерференция света | Физика. Закон, формула, лекция, шпаргалка, шпора, доклад, ГДЗ, решебник, конспект, кратко
Интерференция — взаимное усиление или ослабление двух или большего числа волн при их наложении друг на друга.
В результате интерференции происходит перераспределение энергии светового излучения в пространстве. Устойчивая (стационарная, постоянная во времени) интерференционная картина наблюдается при сложении когерентных волн.
Латинское слово «cohaerens» означает «находящийся в связи». И в полном соответствии с этим значением под когерентностью понимают коррелированное протекание во времени и пространстве нескольких волновых процессов.
Требование когерентности волн — ключевое при рассмотрении интерференции. Разберем его на примере сложения двух волн одинаковой частоты. Пусть в некоторой точке пространства они возбуждают одинаково направленные (E̅1 ↑↑ E̅2) колебания: E̅1sin(ω̅t + φ1) и E̅2sin(ω̅t + φ2). Тогда величина амплитуды результирующего колебания E̅sin(ω̅t + φ) равна
E = √(E12 + E22 + 2E1E2cosδ),
где δ = φ1 — φ2. Если разность фаз δ постоянна во времени, то волны называются когерентными.
Для некогерентных волн δ случайным образом изменяется во времени, поэтому среднее значение cosδ равно нулю. Поскольку интенсивность волны пропорциональна квадрату амплитуды, то в случае сложения некогерентных волн интенсивность результирующей волны I просто равна сумме интенсивностей каждой из волн:
I = I1 + I2.
При сложении же когерентных волн интенсивность результирующего колебания
I = I1 + I2 + 2√(I1I2cosδ),
в зависимости от значения cosδ, может принимать значения и большие, и меньшие, чем I1 + I2. Так как значение δ в общем случае зависит от точки наблюдения, то и интенсивность результирующей волны будет различной в разных точках. Именно это имелось в виду, когда выше говорилось о перераспределении энергии в пространстве при интерференции волн.
| Плоская световая волна, падающая из воздуха на тонкую стеклянную пластину разделяется на две когерентные волны, которые собираются линзой на экране, расположенном в фискальной плоскости линзы. Если оптическая разность хода Δ = n(AB + BC) — AD + λ / 2 = mλ (m = 1, 2, 3 …), в точке наблюдается яркое пятно, если Δ = (2m + 1) λ / 2, то пятно кажется темным. В данном случае происходит деление амплитуды |
Излучение с высокой степенью когерентности получают с помощью лазеров. Но если нет лазера, когерентные волны можно получить, разделив одну волну на несколько. Обычно используют два способа «деления» — деление волнового фронта и деление амплитуды. При делении волнового фронта интерферируют волновые пучки, первоначально распространявшиеся от одного источника в разных направлениях, которые затем с помощью оптических приборов сводят в одной области пространства (ее называют полем интерференции). Для этого используют бизеркала и бипризмы Френеля, билинзы Бийе и др.
Чтобы перечислить «цвета» различных участков оптического диапазона в порядке убывания длины волны — красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый, достаточно вспомнить фразу: «Каждый охотник желает знать, где сидит фазан».
При амплитудном делении волна разделяется на полупрозрачной границе двух сред. Затем, в результате последующих отражений и преломлений, разделенные части волны встречаются и интерферируют. Именно так окрашиваются в разные цвета мыльные пузыри и тонкие масляные пленки на воде, крылья стрекозы и оксидные пленки на металлах и оконных стеклах. Важно, что интерферировать должны дуги волн, испущенные в одном акте излучения атома или молекулы, т. е. части волны должны «недолго» двигаться раздельно, иначе в точку встречи уже придут волны, испущенные разными атомами. А так как атомы излучают спонтанно (если не созданы специальные условия, как в лазерах), то эти волны будут заведомо некогерентны. В лазерах работает вынужденное излучение и этим достигается высокая степень когерентности. Материал с сайта http://worldofschool.ru
Явление интерференции света в XVII в. исследовал Ньютон. Он наблюдал интерференцию света в тонком воздушном зазоре между стеклянной пластинкой и положенной на нее линзой. Получающуюся в таком опыте интерференционную картину так и называют — кольца Ньютона. Однако Ньютон не смог внятно объяснить появление колец в рамках своей корпускулярной теории света. Лишь в начале XIX столетия сначала Т. Юнг, а затем О. Френель сумели объяснить образование интерференционных картин. И тот, и другой были сторонниками волновой теории света.
В опыте Юнга (а) использовано деление волнового фронта. Два круглых или щелевидных отверстия служили источником когерентных волн. S — дуговая лампа; S0 — щель шириной 0,25 мм; S1 и S2 — щели шириной 0,1 мм на расстоянии 0,7 мм. На рис. (б) показана интерференционная картина, наблюдаемая по схеме Юнга
На этой странице материал по темам:Доклад на тему интерференция света 9 класс
Формулы по физике на тему интерференция света
Шпаргалка по теме интерференция света
Реферат по физике на тему интерференция света кратко
Интерференция света конспект кратко
worldofschool.ru
Видимость - интерференционная картина - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Видимость - интерференционная картина
Cтраница 1
Видимость интерференционной картины не уменьшится, но сама она расположится несимметрично относительно середины отрезка SiS2, что легко заметить при наблюдении интерференции в белом свете, когда центральная интерференционная полоса нулевого порядка тоже не окрашена. [2]
Зависимость видимости интерференционной картины от разности хода, а последней от длины когерентности позволяет экспериментально определить длину и время когерентности. Сущность этого метода заключается в определении предельной разности хода Ad - -; стког / ког, при которой интерференция еще наблюдается. [3]
Поэтому, измерив видимость интерференционной картины и зная расстояние d между щелями, можно определить угловые размеры источника излучения, например звезды. Это позволяет создать звездный интерферометр, с помощью которого можно измерить угловые размеры астрономических объектов. Идея звездного интерферометра была выдвинута впервые в 1868 г. Физо. [4]
Точно так же на видимость интерференционной картины не повлияет изменение расстояния между щелями, хотя пространственный ее период ( расстояние между интерференционными полосами) будет, конечно, изменяться обратно пропорционально расстоянию между щелями. Пусть теперь на экран со щелями Sx и S2 падает пучок не от точечного источника, а пучок, в котором колебания в разных его точках не вполне когерентны между собой. [6]
Точно так же на видимость интерференционной картины не повлияет изменение расстояния между щелями, хотя пространственный ее период ( расстояние между интерференционными полосами) будет, конечно, изменяться обратно пропорционально расстоянию между щелями. Пусть теперь на экран со щелями Si и 2 падает пучок не от точечного источника, а пучок, в котором колебания в разных его точках не вполне когерентны между собой. [7]
Таким образом, параметр видимости интерференционной картины оказывается непосредственно равным доле когерентного света, присутствующего в интерферирующих световых пучках. Следовательно, измерение видимости картины позволяет в таких случаях определить долю интенсивности когерентных составляющих этих световых пучков. [8]
Понятие когерентности связано с видимостью интерференционной картины. [9]
Эта формула непосредственно связывает: видимость интерференционной картины со степенью когерентности. [10]
Однако надо иметь в виду, что видимость интерференционной картины существенно зависит от закона распределения энергии в используемом световом спектральном интервале. Приведенный расчет справедлив для случая уширенной спектральной линии. [11]
Опыт показывает, что в этих случаях видимость интерференционной картины максимальна в определенной и часто весьма ограниченной области пространства вблизи пленок и быстро убывает с увеличением расстояния от их поверхности. [13]
Однако надо иметь в виду, что видимость интерференционной картины существенно зависит от закона распределения энергии в используемом световом спектральном интервале. Приведенный расчет справедлив для случая уширенной спектральной линии. [14]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
Одной из важных характеристик наблюдаемой интерференционной картины является видность
|
Похожие:
 | Фондовый рынок Н. И. БерзонНесмотря на то что о секьюритизации активов, которая, возможно, является одной из самых важных инноваций на финансовых рынках с 30-х... | | Тема Ассортимент товаровТема Ассортимент товаров Одной из важнейших характеристик товаров является ассортиментная, которая определяет принципиальные различие... |
| Фондовый рынок и операции с ценными бумагами Н. И. БерзонНесмотря на то что о секьюритизации активов, которая, возможно, является одной из самых важных инноваций на финансовых рынках с 30-х... | | Контраст по цвету контраст дополнительных цветов |
| Основные направления современной поэзии Тенденции развития«бронзовым веком» русской поэзии. Время, конечно, проверит «степень блеска», но уже сейчас одной из важных характеристик эпохи следует... |  | Голография лосик Ольга Студентка группы: У4-01Голография (от греч holos весь и grapho – пишу, т е. «полная запись») – особый способ записи и последующего восстановления волнового... |
| Пояснительная записка. Наркомания является одной из важных проблем нашего общества. Сегодня в России каждый третий старшеклассник успел попробовать на себе действие наркотических веществНаркомания является одной из важных проблем нашего общества. Сегодня в России каждый третий старшеклассник успел попробовать на себе... | | Тема заявки «Энергия Будущего» является одной из наиболее важных тем 21 векаКазахстан берет на себя ответственность за развитие возобновляемой энергии несмотря на богатые запасы нефти, газа, угля и урана |
| И. П. ПавловКусок хлеба насущного является, был и остается одной из самых важных проблем жизни, источником страданий, иногда удовлетворения,... | | Lg electronics История развития и анализ имиджа компанииВ нынешних условиях развития рыночных отношений одной из самых важных ролей для современных компаний является формирование положительного... |
rpp.nashaucheba.ru
4.3. Интерференция
 |
4.3. Интерференция |
 |
 |
Интерференцией волн называется явление, возникающее при сложении двух волн, вследствие которого наблюдается усиление или ослабление результирующих колебаний в различных точках пространства. Для образования устойчивой интерференционной картины необходимо, чтобы источники волн имели одинаковую частоту и постоянную разность фаз их колебаний. Такие волны называются когерентными.
Условие максимума интерференционной картины:
|
|
Все приборы, регистрирующие оптическое излучение, (глаз, фотопленка и т.д.) реагируют на квадрат амплитуды электрического поля в волне. Эта физическая величина называется интенсивностью.
| Рисунок 4.3.1. Распределение интенсивности в интерференционной картине. |
Исторически первым интерференционным опытом, получившим объяснение на основе волновой теории света, явился опыт Юнга (1802 г). В опыте Юнга свет от источника, в качестве которого служила узкая щель S, падал на экран с двумя близко расположенными щелями S1 и S2. Проходя через каждую из щелей, световой пучок уширялся вследствие дифракции, поэтому на белом экране Э световые пучки, прошедшие через щели S1 и S2, перекрывались. В области перекрытия световых пучков наблюдалась интерференционная картина в виде чередующихся светлых и темных полосс стояние между светлыми интерференционными полосами на экране в этом опыте рассчитывается по формуле:
|
| Рисунок 4.3.2. Схема интерференционного опыта Юнга. |
При отражении света от двух границ воздушного зазора между выпуклой поверхностью линзы и плоской пластиной возникают интерференционные кольца – кольца Ньютона. Радиус m-го темного кольца равен 
где R – радиус кривизны линзы, m – целое число (номер кольца).
| Рисунок 4.3.3. Наблюдение колец Ньютона. |
| Рисунок 4.3.4. Кольца Ньютона в зеленом и красном свете. |
© Интерактивная физика
www.askskb.net
