|
||||||||||||||||
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Когерентность световых волнМонохроматическая плоская электромагнитная волна описывается выражением для напряженности поля в любой точке пространства, определяемой радиус-вектором r:
где Е0, w, a и k=w/с являются постоянными величинами. Однако всякая реальная световая волна образуется наложением колебаний различных частот, заключенных в конечном интервале Dw. Согласно формуле k=w/с разбросу частот Dw соответствует разброс значений волнового числа Dk. Следует отметить, что разброс волнового вектора k может быть связан также с разбросом направлений распространения волн, который характеризуется векторной величиной D k. Сначала обсудим временную когерентность, которая связана с разбросом частот Dw. Рассмотрим случай наложения в некоторой точке пространства двух световых колебаний с несколько различающимися частотами w1?w2:
Интерференционный член Для наблюдения интерференционной картины обычно используют пучки света от одного источника, но прошедшие разные расстояния до точки наблюдения. Это означает, что интерферируют волны, испущенные источником в разное время. Если частота источника «плавает», то при разности хода волн до точки наблюдения Dl > lКОГ разница во времени испускания волн будет t > tКОГ, что означает невозможность наблюдения интерференции. В качестве примера укажем типичные значения длины когерентности для естественного оптического источника с узкополосным светофильтром с шириной полосы Dl<<1 нм в центре видимого диапазона (l=500 нм) и для газового лазера - источника оптического излучения с высокой временной когерентностью, для которого ширина полосы на два-три порядка меньше. В первом случае оценки для длины когерентности дают значение В идеализированном случае при наложении монохроматических воли со строго фиксированными частотами (Dw=0) время и длина когерентности становятся бесконечно большими, поэтому, естественно, в таких условиях интерференционная картина наблюдалась бы при любых разностях хода. Изменение разности фаз колебаний может происходить не только из-за разбросa частот Dw, но и вследствие разброса волновых векторов D k. Поэтому нарду с временной когерентностью, определяемой временем когерентности, вводится понятие простpанственной когерентности. Возникновение в некоторой точке пространства колебаний, возбуждаемых волнами с целым набором различных значений k, имеет место, если эти волны испускаются различными участками протяженного источника света. Рассмотрим для определенности светящийся диск АВ, который из точки М виден под углом Dj (рис. 2.1) Угол Dj характеризует разброс волновых векторов D k. Таким образом, в фазу электромагнитной волны надо подставить выражения:
Тогда
где r - проекция радиус-вектора r на направление вектора D k. Последний, как видно из рисунка, можно считать параллельным протяженному источнику, то есть фронту волны. Следовательно, фаза колебаний при переходе от одной точки волновой поверхности к другой изменяется. Введем расстояние rКОГ, при смещении на которое вдоль волновой поверхности изменение фазы достигает значения порядка p:
откуда
Расстояние rКОГ характеризует пространственную когерентность пучка и называется радиусом когерентности. Пусть длина lПРИБ характеризует пространственное разрешение фотопленки или человеческого глаза. Интерференционный член усредняется по части пространства с линейными размерами порядка lПРИБ. При Поиск по сайту: |
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.005 сек.) |