Интерференция

 Интерференция

Если в среде распространяются одновременно две (или более) волны, то в каждой точке среды частицы участвуют одновременно в двух (или более) колебательных движениях. Результирующее смещение частицы при этом определяется правилами сложения колебаний. При распространении нескольких электромагнитных волн колебания векторов напряженности электрического и магнитного полей волн E и H в каждой точке пространства складываются как векторы.

Сложение двух (или нескольких) волн с одинаковыми периодами, в результате которого в одних точках пространства происходит увеличение, а в других – уменьшение амплитуды результирующей волны, называется интерференцией.

Например, если две плоские электромагнитные волны с одинаковыми амплитудами и направлениями распространения

прошли от источника пути x₁ и x₂ до точки их наблюдения, то результирующая волна определяется выражением

При (где m = 1, 3, 5, … ) E_р = 0; при этом разность хода волн , т. е. равна нечетному числу полуволн.

Если свет проходит различные пути x₁ и x₂ в средах с различными показателями преломления n₁ и n₂, то при сложении волн минимальное значение амплитуды результирующей волны будет при (m – нечетное целое число).

Произведение геометрического пути на показатель преломления среды называют оптической длиной пути.

Интерференция любых (в том числе и световых) волн возникает лишь тогда, когда взаимодействующие волны имеют одинаковую частоту и не зависящий от времени сдвиг фаз в каждой точке. Источники, излучающие такие волны, называются когерентными. Для интерференции поляризованных волн необходимо, кроме того, чтобы их плоскости поляризации совпадали.

Когерентные источники в оптике могут быть созданы только искусственным путем.

Цвета тонких пленок при освещении естественным светом зависят от интерференции лучей 1, 2 (в отраженном свете) или лучей 1′, 2′ (в проходящем свете) (рис.1).

Рис.1. Интерференция лучей, падающих на плоскопараллельную пластину

Оптическая разность хода интерферирующих лучей в этом случае равна

где

λ/2

—

учитывает изменение фазы волны на π для вектора напряженности электрического поля при отражении от оптически более плотной среды (при углах падения, которые не превышают величину угла полной поляризации).