Оптика. Мартынова Г.П. - 65 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СГАУ | Самара

Составители: 

Рубрика: 

Источник конечного размера
До сих пор мы рассматривали монохроматический или квазимоно-
хроматический свет, который излучали точечные источники. Реальные фи-
зические источники имеют конечные размеры и состоят из огромного чис-
ла элементарных излучателей. В волновом поле, создаваемом такими ис-
точниками, амплитуда и фаза колебаний претерпевают нерегулярные
флуктуации. Если даже эффективная ширина
спектра
∆ν
удовлетворяет
требованию квазимонохроматичности (формула (3.11)), то неизбежная
протяженность источника может привести к смазыванию или даже исчез-
новению интерференционной картины.
Выясним теперь, как влияет на видность интерференционной картины
размер источника света. Описание реальных источников требует привлече-
ния теории атомного строения, выходящей за круг вопросов настоящего кур-
са. Можно, однако, пользоваться приближением, считая,
что источники со-
стоят из большого числа точечных взаимно некогерентных элементов. Тогда
интенсивность в любой точке волнового поля будет равна сумме интенсив-
ностей от каждого элементарного источника. В устройствах, рассмотренных
выше (бипризма, бизеркало и др.), полосы интерференции перпендикулярны
линии, соединяющей вторичные источники (отрезку S
1
S
2
на общей схеме
рис.15). Следовательно, смещение первичного источника S перпендикуляр-
но к этому отрезку просто приведет к смещению полос вдоль самих себя. Та-
ким образом, использование линейного источника (на практике – достаточно
узкой щели), вытянутого в этом направлении, только улучшит видность кар-
тины, увеличив интенсивность полос. Поэтому во всех приведенных схемах
точечные источники заменяют узкими щелями, параллельными, например,
линии пересечения зеркал, ребру бипризмы и т.п.
Совсем другой результат будет наблюдаться, если увеличивать шири-
ну щели источника: полосы начнут размываться. Для выяснения критерия
видности полос в этом случае, рассмотрим в качестве примера зеркала
Френеля. На рис.24 показана схема бизеркала, в которой первичный
то-
чечный источник S дает два мнимых изображения: два когерентных ис-
точника S
1
и S
2
(на рисунке изображены черными точками). Возьмем
другой точечный источник S
′
, некогерентный первому, и расположим его
на оси x , направленной параллельно отрезку S
1
S
2
. В зеркалах образуют-
ся два вторичных когерентных мнимых источника: S
1
′ и S
2
′ (на рисунке
изображены белыми кружочками).
Если расстояние между S
1
и S
2
равно 2l (см. схему на рис.15), то и
расстояние между S
1
′ и S
2
′ с точностью до членов второго порядка также
будет равно 2l . При этом центр интерференционной картины сместится из
точки О в точку О
′
, так как она расположена на пересечении перпенди-
куляра к середине отрезка S
1
′S
2
с экраном. Две интерференционные кар-
тины (от двух пар источников) будут накладываться друг на друга.
51

Страницы