Учебно – методический комплекс (syllabus) по дисциплине «оптика и атомная физика»
жүктеу/скачать 1,42 Mb.
|
УМК ОПТИКА и АТОМ русс
Оптика, УМК ОПТИКА и АТОМ русс
- Бұл бет үшін навигация:
- Когерентность.
| Лекция № 2.
Принцип Гюйгенса. Волновая теория света основывается на принципе Гюйгенса: каждая точка, до которой доходит волна, служит центром вторичных волн, а огибающая этих волн дает положение волнового фронта в следующий момент времени. Законы отражения и преломления света легко выводятся, используя принцип Гюйгенса. Пусть на границу раздела двух сред падает плоская волна (плоскость волны — АВ), распространяющаяся вдоль направления /. Пока фронт проходит расстояние ВС (за время /), фронт вторичных волн из точки А проходит расстояние AD - При отражении: ΔАВС = ΔADC , следовательно i1' = it- При преломлении: за время t фронт падающей волны проходит расстояние BC =v1t, а фронт преломленной — AD=v2t. Из соотношения АС = BC/sini1 = AD/sini2 следует Когерентность. Когерентностью называется согласованное протекание во времени и пространстве нескольких колебательных или волновых процессов. Монохроматические волны — неограниченные в пространстве волны одной определенной и постоянной частоты — являются когерентными. Так как реальные источники не дают строго монохроматического света, то волны излучаемые любыми независимыми источниками света всегда некогерентны. В источнике свет излучается атомами, каждый из которых испускает свет лишь в течение времени =10" с. Только в течение этого времени волны, испускаемые атомом имеют постоянные амплитуду и фазу колебаний. Немонохроматический свет можно представить в виде совокупности сменяющих друг друга коротких гармонических импульсов излучаемых атомами— волновых цугов. Средняя продолжительность одного цуга тког называется временем когерентности. Если волна распространяется в однородной среде, то фаза колебаний в определенной точке пространства сохраняется только в течение времени когерентности. За это время волна распространяется в вакууме на расстояние , называемое длиной когерентности (или длиной цуга). Поэтому наблюдение интерференции света возможно лишь при оптических разностях хода, меньших длины когерентности для используемого источника света. Временная когерентность — это, определяемая степенью монохроматичности волн, когерентность колебаний, которые совершаются в одной и той же точке пространства. Временная когерентность существует до тех пор, пока разброс фаз в волне в данной точке не достигнет к. Длина когерентности — расстояние, на которое перемещается волна за время когерентности. В плоскости, перпендикулярной направлению распространения цуга волн, случайные изменения разности фаз между двумя точками увеличивается с увеличением расстояния между ними. Пространственная когерентность— когерентность колебаний в один и тот же момент времени, но в разных точках такой плоскости — теряется, если разброс фаз в этих точках достигает π. Длина пространственной когерентности (радиус когерентности): где λ— длина волны, Δφ— разность фаз. Источники должны быть пространственно когерентными, чтобы возможно было наблюдать интерференцию излучаемых ими световых волн. жүктеу/скачать 1,42 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|