Інтерференція світла, когерентність хвиль, різниця ходу, умови максимуму, мінімуму

інтерференція

Інтерференція - складання в просторі двох (або декількох) хвиль, при якому в різних його точках виходить посилення або ослаблення амплітуди результуючої хвилі. Явище характерне для хвиль будь-якої природи: звукових хвиль, хвиль на поверхні води, електромагнітних хвиль і ін.

Стійку інтерференційну картину дають тільки когерентні хвилі. тобто хвилі, що мають однакові частоти та постійну в часі різниця фаз коливань.

Нехай в точку А прийшли дві хвилі однакової частоти, що пройшли перед цим різні відстані l1 і l2 від своїх джерел.

Інтерференція світла, когерентність хвиль, різниця ходу, умови максимуму, мінімуму

Амплітуда результуючого коливання залежить від величини, званої різницею ходу хвиль.

Інтерференція світла, когерентність хвиль, різниця ходу, умови максимуму, мінімуму

Якщо різниця ходу дорівнює цілому числу хвиль, то хвилі приходять в точку синфазно. Складаючись, хвилі підсилюють одна одну і дають коливання з подвоєною амплітудою.

Якщо різниця ходу дорівнює непарному числу півхвиль, то хвилі приходять в точку А в протифазі. У цьому випадку вони гасять один одного, амплітуда результуючого коливання дорівнює нулю.

Інтерференція світла, когерентність хвиль, різниця ходу, умови максимуму, мінімуму

В інших точках простору спостерігається часткове посилення або ослаблення результуючої хвилі.

У 1802 р англійський учений Томас Юнг поставив досвід, в якому спостерігав інтерференцію світла. Світло з вузької щілини S. падав на екран з двома близько розташованими щілинами S1 і S2. Проходячи через кожну з щілин, світловий пучок розширювався, і на білому екрані світлові пучки, що пройшли через щілини S1 і S2. перекривалися. В області перекриття світлових пучків спостерігалася інтерференційна картина у вигляді чергуються світлих і темних смуг.

Хід променя в мильній плівці

На малюнку зображена в розрізі сильно збільшена по товщині мильна плівка. Нехай в точці А плівки потрапляє світлова хвиля. Частина світла відбивається від цієї поверхні, а частина - поламаний, проходить всередину плівки і відбивається від її поверхні в точці В. Ці два відбитих пучка світла мають однакову частоту, оскільки виходять від одного джерела. Складаючись, вони утворюють інтерференційну картину.

Інтерференція світла, когерентність хвиль, різниця ходу, умови максимуму, мінімуму

З інтерференційними явищами ми стикаємося досить часто: кольору масляних плям, малюнки на крилах деяких метеликів і жуків і ін.