Рассмотрим две волны одинаковой частоты, которые, накрадываясь друг на друга, возбуждают в некоторой точке пространства колебания одинакового направления
Амплитуда результирующего колебания в данной точке
где .
Если разность фаз возбуждаемых волнами колебаний остается постоянной во времени, волны называются когерентными.
В случае некогерентных волн непрерывно меняется, принимая с равной вероятностью любые значения, поэтому среднее за период значения равно нулю и
-
интенсивность, наблюдаемая при наложении некогерентных волн, равна сумме интенсивностей, создаваемых каждой волной в отдельности: .
В случае когерентных волн имеет постоянное во времени, но свое для каждой точки пространства, значение, и
.
- в точках пространства, где ,
- в точках , где .
Таким образом, при наложении когерентных световых волн происходит перераспределение светового потока в пространстве, в результате чего в одних местах возникают максимумы, а в других – минимумы интенсивности. Это явление называется интерференцией волн.
Особенно отчетливо (контрастно) интерференция происходит, когда (интенсивности обеих волн одинаковы), то
- в максимумах , а в минимумах .
Для некогерентных волн в этом случае интенсивность равна .
Из повседневного опыта известно: при наложении света от двух независимых источников (двух ламп накаливания) никогда не удается наблюдать явлении интерференции. Увеличение числа горящих ламп всегда приводит к возрастанию освещенности во всех точках комнаты. Применение светофильтров для «монохроматизации» излучения не приводит к появлению интерференции. Таким образом, волны, излучаемые независимыми источниками света, всегда не когерентны.
Причины указанной закономерности заключены в самом механизме испускания света атомами. Атомы обычных источников света (лампы накаливания, газоразрядные, электрические дуги ), основанных на явлении спонтанного (самопроизвольного) излучения, излучают независимо друг от друга.
Естественные источники не дают когерентного света. Это связано с тем, что излучение светящегося тела слагается из волн, испускаемых многими атомами. Излучение производится цугами (цуг – прерывистое излучение света атомами в виде отдельных кратковременных импульсов, характерно для любого источника света независимо от специфических особенностей тех процессов, которые происходят в источнике и вызывают возбуждение его атомов. Каждый цуг имеет ограниченную протяженность в пространстве, связанную с конечной длительностью его излучения) длиной до 3 м, причем фаза одного цуга никак не связана с фазой следующего.
Тем не менее , когерентные волны можно получить даже от обычных источников.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему