Інтэрферэнцыя святла

Шаблон:Недаступная спасылкаІнтэрферэнцыя святла — вопыт Юнга

Інтэрферэнцыя святла — пераразмеркаванне інтэнсіўнасці святла ў выніку накладання (суперпазіцыі) некалькіх кагерэнтных светлавых хваль. Гэта з'ява суправаджаецца чаргаваннем у прасторы максімумаў і мінімумаў інтэнсіўнасці. Яе размеркаванне называецца інтэрферэнцыйнай карцінай.

Гісторыя адкрыцця

Упершыню з'ява інтэрферэнцыі была незалежна выяўлена Робертам Бойлем (1627—1691 гг.) і Робертам Гукам (1635—1703 гг.). Яны назіралі ўзнікненне рознакаляровай афарбоўкі тонкіх плёнак, падобных алейным або бензінавым плямам на паверхні вады. У 1801 годзе Томас Юнг (1773—1829 гг.), увёўшы «прынцып суперпазіцыі», першым растлумачыў гэтую з'яву і ўвёў у навуковы ўжытак тэрмін «інтэрферэнцыя» (1803). Ён таксама выканаў першы дэманстрацыйны эксперымент па назіранні інтэрферэнцыі святла, атрымаўшы інтэрферэнцыю ад дзвюх шчылінных крыніц святла (1802); пазней гэты вопыт Юнга стаў класічным.

Кольцы Ньютана

Іншым метадам атрымання ўстойлівай інтэрферэнцыйнай карціны для святла служыць выкарыстанне паветраных праслоек, заснаванае на аднолькавай рознасці ходу дзвюх частак хвалі: адной — адразу адлюстраванай ад унутранай паверхні лінзы і другой — якая прайшла паветраную праслойку пад ёй і толькі затым адбілася. Яе можна атрымаць, калі пакласці плоскавыпуклую лінзу на шкляную пласціну выпукласцю ўніз. Пры асвятленні лінзы зверху монахраматычным святлом утворыцца цёмная пляма ў месцы дастаткова шчыльнага судотыку лінзы і пласцінкі, акружаная цёмнымі і светлымі канцэнтрычнымі кольцамі рознай інтэнсіўнасці. Цёмныя кольцы адпавядаюць інтэрферэнцыйным мінімумам, а светлыя — максімумам, адначасова цёмныя і светлыя кольцы з'яўляюцца ізалініямі роўнай таўшчыні паветранай праслойкі. Вымераўшы радыус светлага або цёмнага кальца і вызначыўшы яго парадкавы нумар ад цэнтра, можна вызначыць даўжыню хвалі монахраматычнага святла. Чым круцейшая паверхня лінзы, асабліва бліжэй да краёў, тым меншая адлегласць паміж суседнімі светлымі або цёмнымі кольцамі.

Шырыня інтэрферэнцыйнай паласы

У практычна важных выпадках $sin\theta <<1$, і рознасць ходу можна запісаць як $\mathrm{\Delta }$ ≈ $\theta d$, дзе $d$ — адлегласць паміж крыніцамі S₁ і S₂. З іншага боку, дзе $l$ адлегласць ад крыніц да экрана. Тады для максімумаў атрымаем:

$\frac{xd}{l}=m\lambda$.

Адкуль $x=\frac{l}{d}m\lambda$.

У пункце $x=0$ размешчаны максімум, адпаведны нулявой рознасці ходу. Для яго парадак інтэрферэнцыі $m=0$. Гэта цэнтр інтэрферэнцыйнай карціны. Пры пераходзе да суседняга максімуму $m$ мяняецца на адзінку, а $x$ — на велічыню $\mathrm{\Delta }x$, якую называюць шырынёй інтэрферэнцыйнай паласы. Такім чынам,

$\mathrm{\Delta }x=\frac{l}{d}\lambda$ або $\mathrm{\Delta }x=\frac{\lambda }{\psi }$,

дзе $\psi$ — вугал, пад якім бачныя абедзве крыніцы з цэнтра экрана, $\psi =\frac{d}{l}$. З формулы відаць, што для павелічэння шырыні паласы трэба павялічваць $l$ або памяншаць $d$, то бок памяншаць вуглавую адлегласць $\psi$ паміж крыніцамі.

Для атрымання больш яркай інтэрферэнцыйнай карціны ў якасці крыніц S₁ і S₂ выкарыстоўваюць дзве шчыліны (ці малюнак зыходнай крыніцы — шчыліны), і інтэрферэнцыйныя карціна будзе мець выгляд чаргаванных светлых і цёмных палос, паралельных дадзеным шчылінам.

Літаратура

• Иродов И. Е. Глава 4 (Интерференция Света) // Волновые процессы. Основные законы. С. 81—114.