Лазерное излучение Тепловое излучение Многолучевая интерференция Геометрическая оптика Оптические свойства анизотропной среды Искусственная анизотропия Оптическая активность Второй закон Кирхгофа Соотношение неопределенностей

Физика курс лекций. Раздел оптика

Многолучевая интерференция

Интерференция возможна и при наложении когерентных волн от нескольких и даже бесконечного числа источников. Расчет интенсивности результирующего пучка также производится на основе универсального принципа суперпозиции, то есть сложением амплитуд с учетом фазовых соотношений и последующим вычислением интенсивности результирующего пучка. Одним из примеров многолучевых интерферометров является эталон Фабри – Перо, представляющий собой плоскопараллельную пластинку (возможно и воздушную), на поверхности которой нанесены отражающие покрытия.

  - коэффициент отражения,

  - коэффициент прохождения.

  - амплитуда отражения пучка,

  - амплитуда прохождения пучка.

  - закон сохранения энергии.

  - световые колебания в проходящем пучке,

  - номер пучка, а не волновое число,

  - порядок интерференции.

  - для отраженного пучка.

Для проходящего результирующего пучка:

.  (2.30)

Для отраженного результирующего пучка:

.  (2.31)

Перейдем к интенсивностям:

. (2.32)

 

 Здесь  (2.33)

где очевидно - фаза, набегающая между k- ым и ( k+1 ) – ым пучками, - угол преломления,   - оптическая разность хода между k- ым и ( k+1 ) – ым пучками.

Углы , при которых m принимает целые значения, соответствуют m-ому порядку интерференции, т.е. соответствующей светлой полосе.

При облучении установки наклонным  расфокусированным пучком света ( то есть угол   принадлежит непрерывному интервалу значений  ) выходная собирающая линза формирует в плоскости экрана светлые и темные чередующиеся интерференционные полосы, имеющие форму концентрических колец. Номер колец, то есть порядок интерференционных максимумов и минимумов убывает от центра к периферии.

  Рис.4.28 

 Рис.2.10 Принципиальная схема экспериментальной

  установки Фабри – Перо.

Зависимость интенсивности результирующего прошедшего пучка резко отличается от функции вида характерной для двухлучевой интерференции. Чем больше R, тем острее становятся максимумы, разделяемые широкими минимумами, одновременно увеличивается видность картины:

 

   (2.34)

Кривые 1 – 6 соответствуют увеличению коэффициента отражения от 0,04 до 0,90.

Практически неограниченное сужение максимумов пропускания при многолучевой интерференции позволяет реализовать на основе этого явления исключительно точные спектральные измерительные устройства.

Рис.2.11 Полосы равного наклона на экране Е в проходящем пучке.

Рис.2.12 Полосы равного наклона на экране Е в отраженном пучке (на Рис.2.10 не изображен ).

Дифракция Принцип Гюйгенса-Френеля Дифракция Френеля

Зоны Френеля

Дифракция на оси от круглого отверстия

Дифракция на крае полуплоскости Результат дифракции Френеля на крае полубесконечной плоскости характеризуется проникновением части световой энергии в область геометрической тени.


Примесная проводимость полупроводников Физика курс лекций