Интерференция света это чередующие по интенсивности электромагнитные волны видимого света.
Такое явление представляет собой меняющую картинку видимого участка, место где падает свет называется интерференционной картиной.
Что такое интерференция света
Вокруг нас часто происходит наложение световых волн от различных источников, но интерференции их не наблюдается, так как источники этих волн не являются когерентными.
В каждом источнике свет излучается множеством атомов и молекул, поэтому фаза результирующих колебаний быстро и беспорядочно меняется.
В опыте интерференцию света можно наблюдать при наложении волн от одного и того же источника света, что можно осуществить, например, с помощью бипризмы Френеля.
Бипризма состоит из двух призм П с малым преломляющим углом, сложенных основаниями.
Каждая из призм отклоняет падающий на нее пучок лучей от точечного источника S монохроматического света к своему основанию.
На участке против общего ребра бипризмы эти пучки частично наложатся друг на друга. Это можно рассматривать как наложение когерентных волн от двух мнимых источников света S1 и S2.
Эти волны будут интерферировать между собой.
Результат интерференции можно наблюдать на экране Э. Для точек экрана, лежащих против ребра бипризмы, расстояния до обоих источников света одинаковы и разность хода волн равна нулю.
Здесь происходит усиление колебаний: на экране будет светлая полоса.
В соседних точках экрана, для которых разность хода равна половине длины волны, произойдет максимальное ослабление колебаний — на экране (по обе стороны светлой полосы) будут темные полосы.
Дальше в точках, разность хода до которых равняется двум полуволнам, будут светлые полосы и т. д.
Если источник S дает белый свет, то для каждой из составляющих его простых (монохроматических) волн на экране получится своя система зон усиления и ослабления колебаний.
Для фиолетового излучения с наиболее короткой длиной волны расстояния до этих зон должны быть наименьшими.
Поэтому они будут располагаться ближе к средине, чем, например, для красного света.
В результате на экране в средине появляется белая полоса (результат усиления всех волн, так как разность хода, равная нулю, для всех длин волн совпадает) и по обе стороны ее симметрично расположенные цветные полосы спектра белого света.
Наблюдение интерференции света
Интерференцию света можно наблюдать также в условиях, когда световая волна разделяется, например, на две части, которые проходят несколько различные по длине пути, и, следовательно, приобретают разность хода, а затем складываются между собой.
Подобные условия интерференции света имеют место, например, при отражении света от тонких пленок, которые можно наблюдать и в окружающей природе.
Интерференцией света объясняется, например, яркая, переливающаяся всеми цветами окраска некоторых раковин (перламутр), крылышек насекомых, перьев птиц и т. п., на поверхности которых расположены тончайшие, незаметные для глаза прозрачные чешуйки.
Аналогичные явления можно наблюдать при прохождении или отражении света в пленке мыльного пузыря, тончайшем листочке слюды, пятнах нефти на поверхности воды и т. д.
Отражение монохроматического света
Рассмотрим отражение монохроматического света от тонкой пленки (интерференция света в тонких пленках). При этом происходит интерференция волн, отраженных от передней и задней поверхностей пленки (рис. 2, а и б).
Пусть лучи 1 и 2 падают под некоторым углом а на поверхность пленки. Луч 1 в точке В частично отражается по направлению ВД и частично преломляется по направлению ВО.
В точке О луч 1 снова частично отражается по направлению ОЕ и преломляясь в точке Е, выходит по направлению ЕК.
В то же время в точку Е падает луч 2, который также частично отражается в точке Е по направлению ЕК.
В точке Е происходит наложение лучей 2 и 1, при этом между ними образовалась разность хода и в зависимости от того, равняется ли она четному или нечетному числу полуволн, по направлению ЕК произойдет усиление (рис. 2, а) или ослабление (рис. 2, б) света.
Разность хода в данном случае зависит от длины волны λ, толщины d и показателя преломления п вещества пленки и от угла α падения лучей.
Тонкая, строго постоянная по толщине пленка будет в зависимости от толщины ее и угла падения лучей наблюдаться просветленной или затемненной.
В белом свете она будет равномерно окрашена в соответствующий цвет. При неравномерной толщине, пленки в ней будут наблюдаться просветленные, затемненные или цветные пятна соответствующей формы.
Интерференция света в пленке легко показать на опыте. Пучок параллельных лучей от источника О падает на мыльную пленку П, натянутую на проволочной рамке (рис. 3, а).
Отражаясь от пленки, свет падает на экран Э. Вследствие стекания мыльного раствора пленка имеет неравномерную толщину.
Поэтому интерференционная картина состоит из чередующихся полос: светлых и темных при монохроматическом свете (рис. 3, б) и окрашенных в цвета спектра при освещении белым светом.
Применение интерференции света
Интерференция света используется при особо точных измерениях (проверка качества шлифованных поверхностей, размеров особо ответственных деталей и т. п.).
При этом наблюдается результат интерференции двух частей светового пучка, прошедших в измерительном приборе (интерферометре) различные оптические пути.
Применение интерференционных методов измерения позволило дать новое высокоточное определение эталона длины — метра, выраженное в длинах волн определенного вида излучения.
При этом вторичные платиново-иридиевые эталоны метра проверяются путем сравнения их длины с длинами указанной световой волны на специальном приборе, называемом универсальным интерференционным компаратором.
Интерферометры применяются также для определения показателей преломления газов, которые имеют очень малую величину.
Интерферометр Жамена (рис. 3) состоит из двух одинаковых по толщине стеклянных пластинок А и Б с зеркальной задней поверхностью, установленных параллельно между собой и под углом 45° к направлению падающего света.
Луч О, падая на пластинку А, частью отражается от передней поверхности (луч 1), частью — от задней (луч 2).
Лучи 1 и 2 падают на пластинку Б и, отражаясь от передней и задней поверхностей, образуют уже четыре луча.
Из них лучи 2 и 3 интерферируют между собой. Если пластинки А и Б строго параллельны, то разность хода между лучами 2 и 3 будет равна нулю.
Если на пути лучей 1 и 2 расположить две одинаковые кюветы К1 и К2, одна из которых заполнена газом определенного состава.
А другая —исследуемым газом, то между лучами образуется разность хода и в зрительную трубу 3 будет наблюдаться система интерференционных полос.
Это дает возможность, например, определить показатель преломления газа во второй кювете по известному показателю для газа в первой кювете.
По показателю преломления во второй кювете можно судить о составе газа в ней.
Основанные на этом приборы используются в санитарной практике для контроля состава воздуха в шахтах или производственных помещениях и обнаружения появления в нем вредных или опасных примесей.
Быстрые ответы?
Дифракция это огибание препятствий, а интерференция это усиление или ослабление света на экране.
Пр сложения двух и более когерентных волн, приводящее к образованию в пространстве устойчивых картин чередующихся максимумов и минимумов интенсивности света.
Наблюдается при наложении когерентных волн. Оно заключается в перераспределении энергии колебаний в пространстве, в результате чего возникает взаимное усиление этих волн в одних точках пространства и ослаблении в других.