Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Яворский Б.М. -> "Физика для школьников старших классов и поступающих" -> 134

Физика для школьников старших классов и поступающих - Яворский Б.М.

Яворский Б.М. Физика для школьников старших классов и поступающих — М.: Дрофа, 2005. — 795 c.
ISBN 5-7107-9384-1
Скачать (прямая ссылка): fizikadlyashkolnikovstarshihklasov2005 .djvu
Предыдущая << 1 .. 128 129 130 131 132 133 < 134 > 135 136 137 138 139 140 .. 236 >> Следующая


Соответственно угол а в бизеркале и преломляющие углы Ct у бипризмы должны быть очень малы.

Возможность наблюдения интерференционных полос зависит также от их контрастности, т. е. степени различия освещенностей экрана в максимумах и минимумах. Освещенность пропорциональна интенсивности J падающего света. Количественной характеристикой контрастности интерференционной картины служит безразмерная величина — видимость полос

.._ ^макс ~ ^мин

J +1 ’

макс мин

гДе Лаакс и ^мин — значения интенсивности света в интерференционных максимумах и минимумах на экране. Глаз уверенно различает полосы, если их видимость V > 0,1, т. е. если Zmhh < 0,82/макс.

При наложении двух одинаково поляризованных когерентных монохроматических волн, амплитуды и интенсивности которых равны A1, J1 и A2, J2, видимость интерференционных полос

V = ^1-^2 = % Ji t^2 Al+Al It+L2 '

Видимость полос максимальна (V = 1), если A1 = A2.

4°. В интерференционной схеме типа бизеркала Френеля,? освещаемого точечным источником S (рис. V.1.1), накладывающиеся волны в действительности никогда не бывают и де-' ально монохроматическими (V.1.1.30). Соответственно этй волны только частично когерентны. Они способны интерфе-: рировать лишь при условии, что колебания, возбуждаемы®
§ V.1.2. ПРОСТРАНСТВЕННАЯ КОГЕРЕНТНОСТЬ

447

ими в рассматриваемой точке M экрана, соответствуют одному и тому же гармоническому цугу излучения источника S (V.1.1.40), т. е. если

|г2 - T1I < ITCicor или Ir2 - T1I < Ikqt.

Здесь r2 - rj — разность хода накладывающихся волн, v — их скорость, а тког и іког — время и длина когерентности света источника S (V. 1.1.4°). В точке M осуществляется сложение частично когерентных колебаний, возбуждаемых одним и тем же источником S в различные моменты времени t и t + х, где т = |г2 — rjJ/u. Поэтому видимость интерференционной картины в такого рода установках существенным образом зависит от временной когерентности колебаний, которая ограничивается степенью монохроматичности света источника S, т. е. временем его когерентности тког (V.1.1.40). При т <? тког складываемые колебания практически полностью когерентны и видимость интерференционных полос (при равной интенсивности накладывающихся волн) V ~ 1. Если же т > тког, то складываемые колебания некогерентны и не интерферируют (F = 0).

Таким образом, для наблюдения интерференции света при больших разностях хода r2 - rj (соответственно, при больших значениях т) необходимо, чтобы свет обладал достаточно большим временем когерентности, т. е. чтобы он имел достаточно высокую степень монохроматичности.

5°. Положения на экране всех интерференционных максимумов, кроме максимума нулевого порядка, зависят от длины волны света. Для двух длин волн и X2 максимумы то-го порядка смещены друг относительно друга тем сильнее, чем больше то. Поэтому с ростом т ухудшается видимость интерференционных полос, получающихся при освещении бизеркала Френеля немонохроматическим светом. Полосы, соответствующие свету с разными значениями X, накладываются друг на друга, и интерференционная картина смазывается.

Пусть длины волн света заключены в пределах от X - АХ/2 до X + ДХ/2, а циклические частоты — от а) - Асо/2 до со + Дсо/2, где

Aco = 2яиДХ/Х2. Тогда согласно критерию Рэлея интерференционная картина остается еще различимой до максимума поряд-Ка mO Для света с длиной волны X + АХ/2, который накладыва-
448

ГЛ. V.l. ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА

ется на экране на ближайший к нему интерференционный минимум для света с длиной волны А:

ш0[х + у) = (2т0 + 1)|, откуда т0 = ^.

Таким образом, интерференцию можно наблюдать при разностях хода волн, удовлетворяющих условию

. - X2 2nv

ta - п\ < д [ - »w

Этот результат согласуется с оценкой, приведенной в п. 4° на основе представлений о временной когерентности колебаний.

6°. Частично когерентный свет, общая интенсивность которого равна I, можно рассматривать как совокупность двух составляющих — когерентной с интенсивностью уI, где у — степень когерентности света, и некогерентной с интенсивностью (1 - у)/. При наложении частично когерентных волн интерферируют только их когерентные составляющие. Некогерентные составляющие создают равномерно освещенный фон интерференционной картины. Поэтому по мере уменьшения степени когерентности света видимость интерференционных полос V уменьшается:

„ 2-ДЛ v

Если интенсивности частично когерентных волн одинаковы, то V = у.

7°. Обычно в интерференционной установке с бизеркалом (или бипризмой) используют не точечный источник света S, а ярко освещенную узкую щель, параллельную ребру О бизеркала. В этом случае интерференционные картины, получающиеся на экране от разных участков по длине щели, сдвинуты друг относительно друга вдоль направления щели S. Соответственно на экране наблюдается система интерференционных полос, параллельных ребру О бизеркала.

Видимость интерференционных полос уменьшается по мере увеличения ширины щели S. Это связано с тем, что интерференционные полосы, получающиеся на экране от различных узких щелей, на которые можно мысленно разбить щель S,
Предыдущая << 1 .. 128 129 130 131 132 133 < 134 > 135 136 137 138 139 140 .. 236 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed