ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Джерела когерентного світла

12 3

Світлові хвилі. Монохроматичність. Оптична різниця ходу. Когерентність хвиль.

1. Світло - це електромагнітні кванти, які сприймає око людини. Електромагнітний квант, з певним наближенням, можна уявляти собі як уривки хвиль, довжина яких лежить в межах 1-3 метра.

Рис. 5.1. Спектр видимого діапазону світла

2. Колір світла залежить від частоти електромагнітної хвилі світлового кванта, але прийнято колір світла встановлювати за довжиною електромагнітної хвилі у вакуумі (рис 5.1).

*Діапазон хвиль від 390 до 770 нм називають видимим. (1нм = 10^{-9 м)}

3. Інтенсивність світла (яскравість) залежить від кількості світлових квантів у світловому пучку. (Більше квантів - яскравіше світло)

4. Світло, всі кванти якого мають однакову довжину електромагнітної хвилі, називають монохроматичним (світло одного кольору).(Рис. 5.2)

Рис. 5.3

Рис. 5.2

*Біле світло не монохроматичне - це набір квантів з усіма довжинами електромагнітних хвиль видимого діапазону (Рис. 5.3).

*Чорний колір – це відсутність електромагнітних квантів.

Когерентність хвиль

Визначення. Когерентністю називають узгоджений у часі і в просторі перебіг кількох коливальних або хвильових процесів.

Тобто світло, всі кванти якого мають однакову довжину електромагнітної хвилі і постійну різницю фаз, називають когерентним.

Довжина когерентностіl_ког

1. Відомо, що світло випромінюється атомами у вигляді квантів. Звідки слідує, що когерентність світла обмежена в часі і час когерентності не може перевищувати часу випромінювання атом атома, тобто t_ког < t_випр=10^-8с. Якщо хвиля поширюється в однорідному середовищі, то за час когерентності хвиля поширюється у вакуумі на відстань l_ког яку називають довжиною когерентності або довжиною цуга (рис 5.4).

Рис.5.4

2. Визначення. Довжиною когерентності називають відстань, при проходженні якої дві або кілька хвиль втрачають когерентність.

3. Це скалярна величина.

4. l_ког = с·t_ког,

5. [l_ког] = м.

Залежність часу когерентності від монохроматичності

Чим ближче хвиля до монохроматичної, тим менше ширина спектра її частот Δω і, більший її час когерентності t_ког, а отже, і довжина когерентності l_ког.

Наприклад:

для видимого сонячного світла (спектр частот 4·10¹⁴<Δω<8·10¹⁴ Гц) t_ког ≈10^-14 с,

для теплових джерел (ширина спектральної лінії Δω ≈ 10⁸ Гц) t_ког ≈ 10^-8 с,

для лазерів (ширина спектральної лінії Δω ≈ 10² Гц) t_ког ≈10^-⁸ с.

Тимчасова і просторова когерентність

Розрізняють два види когерентності: 1) тимчасову або поздовжню і 2) просторову або поперечну.

Тимчасова когерентність пов'язана з порушенням гармонійності хвиль у часі, наприклад, з кінцівкою довжини цуга хвиль, що випускаються окремими атомами.

Просторова когерентність пов'язана з фазовими зрушеннями при додаванні вторинних хвиль, випущених з різних точок плоскої хвилі.

Джерела когерентного світла

На даний час використовують такі джерела когерентного світла:

Уявні джерела - отримані шляхом відбивання світла. Цей спосіб ґрунтується на розділенні світлового пучка отриманого від одного джерела світла при його відбиванні від двох різних поверхонь розподілу середовищ. Це бідзеркала і поверхні тонкої плівки прозорої речовини, наприклад мильної бульбашки або плівки нафтопродуктів на поверхні води.

Уявні джерела, отримані шляхом заломлення світла. Цей спосіб ґрунтується на розділенні світлового пучка, отриманого від одного джерела світла при його заломленні на межі розподілу двох середовищ Для цього використовують так звані біпризми – дві вузькі призми складені малими основами.

Дійсні джерела – це кілька однакових квантових генераторів (лазерів ).

Рис.5.5

Оптична різниця ходу

Нехай існує два когерентні джерела світла (рис. 5.5). Геометрична різниця ходу двох променів від цих джерел буде рівною Dl_г=l₂ - l₁.

Рис. 5.6. Зміна довжини світлової хвилі при проходженні крізь прозоре середовище

Якщо ж світло поширюється не у вакуумі, а у прозорому середовищі (наприклад у склі) то слід враховувати, що при проходженні світла крізь прозоре середовище змінюється довжина світлової хвилі (Рис. 5.6.).

Щоб врахувати цю зміну, вводять Dl – оптичну різницю ходу. Оптичну різницю ходу знаходять за формулою: Dl= Dl_г·n

Визначення.Оптичною різницею хода хвилі Dl називається добуток геометричної різниці ходу хвилі Dl_г на показник заломлення середовища n.

12 3