Курсова робота на тему: «ВИГОТОВЛЕННЯ ДЕМОНСТРАЦІЙНОЇ УСТАНОВКИ ДЛЯ СПОСТЕРЕЖЕННЯ ІНТЕРФЕРЕНЦІЇ СВІТЛА»

Мета курсової роботи : спостереження інтерференції світла за допомогою білінзи.

Обладнання:

  • білінза;
  • лазерна указка (або інше джерело світла);
  • оптична щілина;
  • екран;
  • штативи;
  • світлофільтр;
  • горизонтальний мікроскоп з ціною поділки 0,1 мм

ІНТЕРФЕРЕНЦІЯ СВІТЛОВИХ ХВИЛЬ

В електромагнітній хвилі коливаються два вектори напруженостей: електричного Е і магнітного Н полів. Розглядаючи світло як електромагнітну хвилю, враховують, що фізіологічну, фотохімічну, фотоелектричну дію світла викликають коливання електричного вектора Е, який називають світловим вектором. Закон, за яким змінюється в часі і просторі світловий вектор, E = E0 cos(wt – kx) , в оптиці записується так:

S = A cos (wt – kx) ( 1 ), де A– амплітуда світлового вектора.

Формула (1) називається рівнянням світлової хвилі.

Напруженості електричного поля підпорядковуються принципу суперпозиції (накладання) полів. Якщо в дану точку простору надходять дві хвилі однакової частоти:

S1 = A1 cos (wt – kx1) і S2 = A2 cos(ωt – kx2), (2)

то амплітуда коливань вектора А результуючого поля дорівнює:

A = A1 + A2 , тому A2 = A12 + A22 + 2A1A2 cos(k(x1 – x2)). (3)

 


 

 

Якщо частоти коливань в обох хвилях однакові, а різниця фаз

d = k(x1 – x2) не залежить від часу, то такі хвилі і джерела називають когерентними. При накладанні когерентних хвиль отримаємо результуюче коливання з незмінною амплітудою, значення якої в залежності від різниці фаз знаходиться в межах: А1 – А2 А А1 + А2 (4)

У випадку некогерентних хвиль різниця фаз неперервно змінюється, тому середнє значення cos d = 0, через це А2 = А12 + А22.

 


Оскільки інтенсивність світла пропорційна А2, то інтенсивність, яка спостерігається при накладанні некогерентних хвиль, дорівнює сумі інтенсивностей, створених кожною хвилею окремо : І = І1 + І2. (5)

У випадку некогерентних хвиль cos d має незалежне від часу ( але своє для кожної точки простору) значення, тому

І = І1 + І2 + 2 І1 І cos δ. (6)

У точках простору, для яких cos δ > 0, І буде перевищувати І1 + І2 ; у точках , для яких cos δ < 0, маємо I < I1 + I2 .

Таким чином, при накладанні когерентних світлових хвиль відбувається перерозподіл світлового потоку в просторі, тому в одних точках простору утворюються максимуми, а в інших – мінімуми інтенсивності. Це явище називають інтерференцією світлових хвиль. Особливо яскраво інтерференція проявляється в тому випадку, коли інтенсивність обох інтерферуючих хвиль однакова. Тоді згідно з (6) в максимумах І = 4І1 , а в мінімумах І = 0. Для некогерентних хвиль у випадку І1 = І2 інтенсивність в усіх точках простору буде однаковою, тобто І = 2І1 ( див. (6) ).


Хвилі, які випромінюють будь-які незалежні джерела світла (наприклад, дві електричні лампи розжарення), завжди некогерентні. Некогерентність джерела світла обумовлена тим, що випромінювання світного тіла складається з хвиль, які випромінюються багатьма атомами. Окремі атоми випромінюють цуги хвиль тривалістю 10-8 с і довжиною 3м. Фаза нового цуга хвиль ніяк не пов’язана з фазою попереднього. В світловій хвилі, яку випромінює тіло, випромінювання однієї групи атомів через час 10-8 с змінюється випромінюванням іншої групи, при цьому фаза результуючої хвилі зазнає випадкових змін.

ЗАВАНТАЖИТИ

Для скачування файлів необхідно або Зареєструватись

Spost Interfer Svitla (1.2 MiB, Завантажень: 3)

Сторінка: 1 2 3 4 5
завантаження...
WordPress: 23.33MB | MySQL:26 | 0,605sec