Волновая оптика. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Когерентные волны — волны с одинаковой частотой, поляризацией и постоянной разностью фаз. Время когерентности — средняя длительность «цуга» гармонического излучения.

Длина когерентности — расстояние, на котором происходит устойчивое гармоническое колебание световой волны.

Интерференция — явление наложения когерентных волн, вследствие которого наблюдается устойчивое во времени усиление или ослабление результирующих колебаний в различных точках пространства.

Максимальная результирующая интенсивность при интерференции когерентных колебаний в определенной точке пространства получается при их запаздывании друг относительно друга на время, кратное периоду этих колебаний:

Минимальная результирующая интенсивность при интерференции когерентных колебаний в определенной точке пространства получается при их запаздывании друг относительно друга на время, кратное нечетному числу полупериодов этих колебаний:

где m = 0;±1;±2.....

Геометрическая разность хода интерферирующих волн — разность расстояний от источников волн до точки их интерференции. Условие интерференционного максимума:

Условие интерференционного минимума:

Когерентные источники света получаются при разделении светового потока от источника естественного света.

Просветление оптики — уменьшение отражения света от поверхности линзы в результате нанесения на нее специальной пленки.

Дифракция — явление нарушения целостности фронта волны, вызванное резкими неоднородностями в среде. Дифракция проявляется в нарушении прямолинейности распространения световых лучей, огибании волнами препятствий, в проникновении света в область геометрической тени.

Принцип Гюйгенса—Френеля: возмущение в любой точке пространства является результатом интерференции когерентных вторичных волн, излучаемых каждой точкой фронта волны.

Зона Френеля — множество когерентных источников вторичных волн, максимальная разность хода между которыми (для определенного направления распространения) равна Х/2.

Условие дифракционного минимума на щели (а — ширина щели):

где m = 0; ±1; ±2; .. ; α_m— угол наблюдения.

Приближение геометрической оптики справедливо при условии

где а — размер препятствия на пути волны, l— расстояние до препятствия.

Условие главных максимумов при дифракции света на решетке с периодом d:

где m = 0;±1;±2; ... Увеличение числа щелей приводит к увеличению интенсивности и уменьшению ширины главных максимумов. Возможность раздельного наблюдения главных максимумов m-го порядка близких длин волн λ₁ и λ₂ характеризуется разрешающей способностью A дифракционной решетки:

Чем больше число N щелей и выше порядок спектра m, тем выше разрешающая способность дифракционной решетки