Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Бутиков Е.И. -> "Физика для поступающих в вузы" -> 146

Физика для поступающих в вузы - Бутиков Е.И.

Бутиков Е.И., Быков А.А., Кондратьев А.С. Физика для поступающих в вузы — Наука, 1982. — 610 c.
Скачать (прямая ссылка): fizikadlyapostupaushih1982.pdf
Предыдущая << 1 .. 140 141 142 143 144 145 < 146 > 147 148 149 150 151 152 .. 217 >> Следующая


Излучение электромагнитных волн происходит при ускоренном движении электрических зарядов. Электромагнитные волны радиодиапазона излучаются антеннами радиопередатчиков при вынужденных колебаниях электронов в антеннах. Все электроны в антенне совершают колебания в одинаковой фазе. Поскольку эти колебания могут поддерживаться очень долго и с высоким постоянством частоты, то излучаемые при этом радиоволны с огромной степенью точности можно считать монохроматическими.

В оптике все иначе. Любой источник света — это скопление множества возбужденных или непрерывно возбуждаемых атомов. Генератор световой волны — это каждый
418

ВОЛНОВАЯ ОПТИКА

отдельный атом вещества. Возбужденный атом излучает цуг почти монохроматических волн конечной протяженности. Характерной особенностью каждого элементарного источника является его самостоятельность, независимость от других атомов. Поэтому даже в том случае, когда отдельные цуги можно характеризовать одной и той же длиной волны X, соотношения фаз между цугами волн, излученных

разными атомами, имеют В совершенно случайный ха-

Рис. 1.1. Схема опыта Юнга. ЧИКа. В результате об-

близкая по своим свойствам к идеальной монохроматической,— когерентная электромагнитная волна. Излучение обычных источников света, таких, как раскаленные твердые или жидкие тела, возбужденные электрическим разрядом газы и т. д., представляет собой наложение огромного числа не согласованных между собой цугов волн, т. е. фактически «световой шум» — беспорядочные, некогерентные колебания электромагнитного поля.

Наблюдать интерференцию света от таких некогерентных источников можно, только используя специальные приемы — разделяя исходный пучок на два. Хотя в каждом из этих пучков, как и в исходном, фазовые соотношения между различными цугами непрерывно хаотически меняются, эти изменения будут одинаковыми для обоих пучков. Если эти пучки снова свести вместе, то можно наблюдать устойчивую интерференционную картину при условии, что разность хода между пучками не превышает длины отдельного цуга. Если же разность хода окажется больше длины цуга, то устойчивой интерференционной картины не будет, так как в этом случае будет происходить наложение цугов, излученных разными атомами.

L

рактер и непрерывно меняются. Только в лазере, где используется вынужденное излучение, удается заставить все возбужденные атомы излучать электромагнитные волны согласованно, подобно тому как это происходит в антенне радиопередат-

разуется световая волна,
si- ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ

Явление интерференции света впервые было объяснено на основе волновых представлений Юнгом в 1802 году. В произведенном им опыте малое отверстие А в непрозрачном экране (рис. 1.1) освещалось интенсивным источником света. На основании принципа Гюйгенса это отверстие можно считать новым точечным источником полусферических волн. Эти волны падают на два малых отверстия Si и S3 в следующем экране, которые в свою очередь становятся новыми точечными источниками волн.

Таким способом в опыте Юнга достигается разделение исходной волны на две. Эти волны налагаются друг на друга в области за отверстиями и могут интерферировать, так как источники Sx и S2 когерентны. На экране В образуется интерференционная картина.

Разделение волны от первичного некогерентного источника на две когерентные волны, т. е. получение двух вторичных когерентных точечных источников, может осуществляться разными способами. Но расчет интерференционной картины во всех таких случаях производится одинаково, так же, как и в схеме Юнга. Если в излучении первичного источника все независимые цуги волн характеризуются одной и той же длиной волны X, то для излучения вторичных источников Si и S2 можно использовать монохроматическую идеализацию, несмотря на то, что их излучение также представляет собой ту же хаотическую последовательность отдельных цугов. Замена такой последовательности цугов бесконечной синусоидальной волной возможна здесь потому, что точечные вторичные источники когерентны, а разность хода излучаемых ими волн в любой точке экрана В меньше протяженности отдельного цуга. Для этого, разумеется, экран В должен быть удален от источников Si и S2 на значительное расстояние L, а расстояние d между источниками Si и S, должно быть достаточно мало.

Схема расчета интерференционной картины ясна из рис. 1.2. В точке О, расстояния до которой от источников S1 и S2 одинаковы, приходящие волны усиливают друг друга, так как колебания поля в этой точке происходят в одинаковой фазе. Результат сложения колебаний в произвольной точке Р определяется разностью хода I волн, приходящих в Я из Si и S2. Если I равно целому числу длин волн X, то колебания в Р усиливают друг друга;
420

ВОЛНОВАЯ ОПТИКА

В

если I равно нечетному числу полуволн, то колебания взаимно ослабляются.

Выразим разность хода I волн, приходящих в точку Р, через угол 0 между осью и направлением на точку Р и

расстояние d между источниками (рис. 1.2).
Предыдущая << 1 .. 140 141 142 143 144 145 < 146 > 147 148 149 150 151 152 .. 217 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed