Физика. Методические указания. Агапова Н.Н - 14 стр.

UptoLike

Рубрика: 

4
)1m2(Lx
max
λ
+= , m = 0, 1, 2, ... .
23
2. ВОЛНОВАЯ ОПТИКА.
2.1. Интерференция света.
Для решения задач по этой теме нужно изучить по учебному по-
собию И. В. Савельева "Курс общей физики", т.2, §§119-122.
Интерференция волн возможна лишь в слу-
чае, если волны когерентные. Обычно два лю-
бых независимых источника света не являются
когерентными. Когерентные световые
волны
можно получить, разделив с помощью некото-
рой оптической системы волну, излучаемую од-
ним источником, на две части. Соответствую-
щие две волны, пройдя различные оптические
пути, накладываются, создавая интерференци-
онную картину.
Задачи на интерференцию света делятся в основном на две
группы.
К задачам первой группы относятся случаи интерференции,
полученной с
помощью зеркала Ллойда, зеркал Френеля, в опыте
Юнга и др. В этих задачах нередко для расчета интерференцион-
ной картины удобно данную оптическую систему заменить дру-
гой, эквивалентной, считая при этом, что имеется не один, а два
когерентных источника (примеры 9, 10).
Вторую группу составляют задачи на интерференцию в плос-
копараллельных, клинообразных тонких слоях
, а также задачи на
кольца Ньютона. При решении этих задач следует обратить вни-
мание на то, что разность фаз когерентных волн при встрече, а
следовательно, результат интерференции, обусловлены двумя
причинами: оптической разностью хода и условиями отражения
обеих волн.
Если отражение происходит от границы с оптически более
плотной средой, фаза волны
претерпевает изменение на π.
Если отражение происходит от границы с оптически менее
плотной средой, то скачка фазы не происходит.
24
Пример 9. Источник монохроматического света (λ = 0,5 мкм) и
плоское зеркало М расположены, как показано на рисунке. Опре-
делить: 1) что будет наблюдаться на экране в точке Р, где сходят-
ся лучи SP и S
1
МP – усиление или ослабление освещенности, ес-
ли SP = L = 1 м, и
а = 2 мм, SМ = МР, 2) как изменится освещен-
ность в точке Р, если на пути луча SP перпендикулярно к нему
поместить плоскопараллельную пластинку стекла (n = 1,55) тол-
щиной h = 6 мкм?
Решение:
Источник света S и его изображение в зеркале S
1
можно рас-
сматривать как два источника когерентных волн, идущих по на-
правлениям SP и S
1
МP. В результате их наложении в точке экра-
на Р будет наблюдаться интерференция, т.е. либо усиление, либо
ослабление освещенности.
Условие ослабления или усиления света определяется величи-
ной оптической разности хода волн Δ.
Если разность хода кратна нечетному числу длин полуволн,
т.е.
2
)1m2(
λ
+=Δ , где m = 0, 1, 2, ..., то наблюдается минимум
Дано:
λ = 0,5·10
–6
м
L = 1 м
а = 2·10
–3
м
h = 6·10
–6
м
n = 1,55
?
2
2
=
λ
Δ
=
λ
Δ
                         λ                                          Если отражение происходит от границы с оптически более
       x max = L − (2m + 1) , m = 0, 1, 2, ... .
                          4                                       плотной средой, фаза волны претерпевает изменение на π.
                               23                                   Если отражение происходит от границы с оптически менее
                    2. ВОЛНОВАЯ ОПТИКА.                           плотной средой, то скачка фазы не происходит.

                    2.1. Интерференция света.
                                                                                                 24
Для решения задач по этой теме нужно изучить по учебному по-      Пример 9. Источник монохроматического света (λ = 0,5 мкм) и
собию И. В. Савельева "Курс общей физики", т.2, §§119-122.        плоское зеркало М расположены, как показано на рисунке. Опре-
                                                                  делить: 1) что будет наблюдаться на экране в точке Р, где сходят-
                    Интерференция волн возможна лишь в слу-       ся лучи SP и S1МP – усиление или ослабление освещенности, ес-
     Дано:       чае, если волны когерентные. Обычно два лю-      ли SP = L = 1 м, и а = 2 мм, SМ = МР, 2) как изменится освещен-
λ = 0,5·10–6 м   бых независимых источника света не являются      ность в точке Р, если на пути луча SP перпендикулярно к нему
L=1м             когерентными. Когерентные световые волны         поместить плоскопараллельную пластинку стекла (n = 1,55) тол-
а = 2·10–3 м     можно получить, разделив с помощью некото-       щиной h = 6 мкм?
h = 6·10–6 м     рой оптической системы волну, излучаемую од-                                 Решение:
n = 1,55         ним источником, на две части. Соответствую-
  Δ    2Δ        щие две волны, пройдя различные оптические
     =     =?    пути, накладываются, создавая интерференци-
 λ      λ
   2             онную картину.
    Задачи на интерференцию света делятся в основном на две
группы.
    К задачам первой группы относятся случаи интерференции,
полученной с помощью зеркала Ллойда, зеркал Френеля, в опыте
Юнга и др. В этих задачах нередко для расчета интерференцион-
ной картины удобно данную оптическую систему заменить дру-           Источник света S и его изображение в зеркале S1 можно рас-
гой, эквивалентной, считая при этом, что имеется не один, а два   сматривать как два источника когерентных волн, идущих по на-
когерентных источника (примеры 9, 10).                            правлениям SP и S1МP. В результате их наложении в точке экра-
    Вторую группу составляют задачи на интерференцию в плос-      на Р будет наблюдаться интерференция, т.е. либо усиление, либо
копараллельных, клинообразных тонких слоях, а также задачи на     ослабление освещенности.
кольца Ньютона. При решении этих задач следует обратить вни-         Условие ослабления или усиления света определяется величи-
мание на то, что разность фаз когерентных волн при встрече, а     ной оптической разности хода волн Δ.
следовательно, результат интерференции, обусловлены двумя            Если разность хода кратна нечетному числу длин полуволн,
причинами: оптической разностью хода и условиями отражения                         λ
                                                                  т.е. Δ = (2m + 1) , где m = 0, 1, 2, ..., то наблюдается минимум
обеих волн.                                                                        2