Інтэрферэнцыя святла

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.

(недаступная спасылка)Інтэрферэнцыя святла — вопыт Юнга

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^[1].

Шырыня інтэрферэнцыйнай паласы

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

${\displaystyle {xd \over l}=m\lambda }$.

Адкуль ${\displaystyle x={l \over d}m\lambda }$.

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

${\displaystyle \Delta x={l \over d}\lambda }$ або ${\displaystyle \Delta x={\lambda \over \psi }}$,

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

Зноскі

1. Ландсберг Г. С. § 126. Кольца Ньютона // Элементарный учебник физики. — 13-е изд. — М.: Физматлит, 2003. — Т. 3. Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика. — С. 249—266. — 656 с.

Літаратура

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