Интерференция волн оптического диапазона. Когерентность. - раздел Электроника, По идее Максвелла изменяющееся магн. поле является порождением вихревого эл. поля, а это поле создаёт индукционный ток Световая Волна – Это Эмв С L = (400 … 760)Нм. Трудности Наблюдения Состоят В ...
Световая волна – это ЭМВ с l = (400 … 760)нм. Трудности наблюдения состоят в том что источниками световых волн являются атомы вещества. Возбужденный атом, переходит в состояние с меньшей энергией и при этом излучает ЭМВ. Процесс перехода длится около t = 10-8 с, столько же времени длиться излучение. Через некоторое время он может снова возбудится и начать излучать. Такое прерывистое излучение света атомами в виде отдельных кратковременных импульсов – цугов волн хар - но для любого ист. света. Длина цуга l = ct = 3 м. Поскольку цуг имеет конечную длину, атом излучает не одну частоту, а целый спектр частот, ширина которого тем больше, чем меньше длина цуга, т.е. волновой цуг – это несинусоидальная волна. Волны одинаковой частоты, у которых разность фаз постоянна, будут когерентными. Обычные источники света не дают когерентного света. При этом имеются два различных типа отступлений: а) временная некогерентность, обусловленная немонохроматичностью световой волны; б) пространственная некогерентность, вызванная тем, что разные части одного и того же источника излучают некоррелированные колебания.
Однако реальную волну можно приближенно рассматривать в течение промежутка времени, называемого временем когерентности tког, как монохроматическую волну. За время когерентности волна распространяется на расстояние lког, которое называется длиной когерентности или длиной гармонического цуга. Расчеты дают значение tког = 10-8 с и меньше, в зависимости от конкретных условия излучения в том или ином источнике; в соответствии с этим длина гармонического цуга обычно не превышает нескольких десятков сантиметров. Можно показать, что пространственная когерентность определяется – относительным угловым размером источника света (отношением геометрического размера источника к расстоянию от него). Поэтому от некогерентного источника можно получить на больших расстояниях почти когерентный пучок конечного сечения, но при этом будет использована очень малая часть энергии источника.
27.Способы получения когерентных волн оптического диапазона
Особенности наблюдения интерференции света от обычных (нелазерных) источников света обусловлены тем, что испускаемый ими свет никогда не бывает монохроматическим. Такой свет можно рассматривать как хаотическую последовательность отдельных цугов синусоидальных волн. Поэтому для наблюдения интерференции света необходимо свет от одного и того же источника разделить на два пучка а затем наложить их друг на друга подходящим способом.
1 2
Впервые экспериментальное наблюдение интерференции света было осуществлено Юнгом в начале XIX в. Яркий пучок солнечных лучей освещал экран А с малым отверстием (рис.1). Проведший через отверстие свет вследствие дифракции образует расходящийся пучок, который падает на второй экран В с двумя малыми отверстиями S1 и S2 расположенными близко друг к другу. Эти отверстия действуют как вторичные точечные синфазные источники, и исходящие от них волны, перекрываясь, создает интерференционную картину на удаленном экране С.
Трудности наблюдения интерференции света в таком опыте связаны с тем, что длина волны видимого света очень мала. Другой интерференционный опыт, аналогичный опыту Юнга, но в меньшей степени осложненный явлениями дифракции и более светосильный, был осуществлен Френелем в 1816 г. Две когерентные световые волны получались в результате отражения от двух зеркал, плоскости которых наклонены под небольшим углом друг к другу (зеркала Френеля, рис. 2). Источником служила узкая ярко освещенная щель S , параллельная ребру между зеркалами. Отраженные от зеркал пучки падают на экран, и в той области, где они, перекрываются, возникает интерференционная картина. От прямого попадания лучей от источника S экран защищен ширмой. Для расчета интерференционной картины можно считать, что интерферирующие волны испускаются вторичными источниками S1 и S2 представляющими собой мнимые изображения щели S в зеркалах. В другом интерференционном опыте, также предложенном Френелем, для разделения световой волны на две используют призму с углом при вершине, близким к 180° (бипризма Френеля).
Если рассматривать возникновение ЭДС индукции в движущемся проводнике в этом случае ЭДС возникает благодаря силе Лоренца Если проводник неподвижен... По идее Максвелла изменяющееся магн поле является порождением вихревого эл... Вынужденные колебания ДУ вынужденных колебаний и его решение...
Сложение взаимно перпендукулярн колеб.
Пусть в сис-ме происх одновременно два взаимно перпендик колеб с одинак част-ми, соверш вдоль коорд осей Х и У. В таком движ участвуют электроны в электронно-лучевой трубке, на откл
Эл-е колебания в реальном контуре
Поскольку всякий реальный колеб. контур обладает активным сопротивлением, то его энергия постоянно теряется. Поэтому свободные колебания затухают.
Ур-е плоской волны. Волновое ур-е.
Ур-ем волны наз-ся выр-е, кот-е дает смещение колеблющейся частицы как функцию ее координат и времени. Пусть источник колеб-я нах-ся в начале координат и его колеб-я происходят по закону S=Acos`
Упругие волны в газах, жидкостях и твердых телах.
Мех. кол. возможны при наличии упругих или квазиупр. сил. Продолные волны связаны с упругой деформацией сжатия и распространяются в газах, жидкостях и твердых телах. Поперечные волны обусловлены уп
Эффект Доплера.
При движении источника и приемника волн друг относительно друга наблюдается изменение частоты колебаний или длины волны, воспринимаемой наблюдателем. Пусть радиолокатор посылает радиоволну с частот
Дифракция волн, условия и методы ее наблюдения.
Дифракция – огибание светом непрозрачных препятствий т.е. отклонение от з-ов геом. оптики. Различают два вида: дифр. Френеля (дифр. в сходящихся лучах или дифр. в ближней зоне) и дифр. Фраунгофера
Дифр-я световых волн на ультрозвуке.
Распред-е звуковой волны в жидкости связано с появлением в ней периодических неоднородностей (сжатие, разряжение). Это означает, что в жидкости периодически меняются оптические свойства, в частност
Дифракция рентгеновских лучей.
Дифракционную картину рентгеновских лучей на кристаллах можно рассчитать как результат интерференции рентгеновского излучения. Монохроматический пучок рентгеновских лучей с длинной волны λ пад
Вращ. плоск. поляризации. Эф-т Фарадея.
1°. При прохожд. линейно поляриз-го света через некот. вещ, назыв оптически активными, пл-ть поляриз света поворачив. вокруг направления луча. Оптически активны некоторые кристалы (
Физика волоконных световодов
В осн светоперед. по оптич волокну лежит явл полн внутрен отраж. Полн внутреннее отражение может иметь место только тогда, когда светов. лучи падают на границу раздела оптически более плотн. среды
Законы Киргофа, Стефана Больцмана, Вина,формула Релея-Джинса.
Согл принципу детального равновесия, любой микроскопич проц в равнов сис-ме долж протек с такой же скор, что и обр ему. Этот принц статистич физики позв найти связь между испускательной и по
Квантовые гепотезы и формула Планка.
М. Планк для описания пределов излучения и поглощения ЭМВ предложил гипотезу, кот. гласит, что тела поглощают и излучают волны не непрерывно а порциями. Энергия каждой такой порции E=hν h=6,62
Фотоэффект. Энергия и импульс световых квантов.
Фотоэффектом на. испускание эл. веществом под воздействием света. Закономерности: испускаемые заряды имеют отрицат. знак; наибольшее действи оказ. ультрафиол. лучи; величина испускаемого зар. пропо
Эф.Комптона. Аннигиляция эл-поз пары.
Одно из явлений, в котором проявляется копускулярные свойство света. На основании законов сохраненияэнергиии импульса получена формула: Dl=h/mc(1-cosa) (1)
Линейчат. спектры атомов. Ядерная модель атома . Постулаты Бора.
Было установлено, что атомарные газы излучают ЭМВ спектры, кот. Представляют собой дискретно расположенные тонкие линии. В частности спектр атома водорода в видимой части содержит 4 яркие линии. Ба
Новости и инфо для студентов