Оптика. Інтерференція світла.
Коли два джерела випромінюютьсинусоїдальні хвилі однакової частоти, то на місці зустрічі виникаєінтерференційна картина. Однак якщо спробувати поставити такий самий досвід за допомогою двох незалежних джерел світла, що випромінюють однакове світло, то ніякої інтерференційної картини не виникне — на місці зустрічі обох хвиль ми спостерігатимемо просто підсумовування інтенсивностей світла.
У 1675 р. Ньютон створив спеціальну установку «кільця Ньютона », що дозволило йому спостерігатиінтерференцію, але він не знайшов пояснення походження світлових максимумів і мінімумів.
У 1801 р. Томас Юнг зміг спостерігати інтерференцію світла за допомогою установки:
Яскравийджерело світла З потрапляє у щілину S. Коли світлова хвиля огинає краю цієї щілини, тобто. спостерігається явищедифракції, то висвітлює дві вузькі щілини S1 та S2. Через явища дифракції з обох щілин виходять дві хвилі, які частково перекривають одна одну. У цій галузі виникає інтерференція, але в екрані М видно систему інтерференційних максимумів і мінімумів, що виявляються як смуг. Томас Юнг пояснив походження цих смуг як явище інтерференції хвиль і обчисливдовжину хвилі, отримавши значення λ ≈ 5 · 10 -7 м.
Крім установки Юнга, розроблено низку інших пристроїв, що дозволяють побачити виникнення інтерференції світла.
Якщо в установці Юнга прибрати екран зі щілиною S, то джерело світла безпосередньо висвітлюватиме щілини S1 і S2. При цьому інтерференційна картина зникне. Але прибравши щілину S, не змінюється частота характеристика світла, і обидві щілини - S1 і S2 - пропускають світлові хвилі з однаковою частотою.
Видно, у разі, коли умова рівності частот достатня для виникнення інтерференції відскладання синусоїдальних хвиль, а для світлових хвиль цієї умови недостатньо. Причина полягає в несинусоїдності світлових хвиль, що у разі інтерференції відіграє вирішальну роль.
При додаваннінекогерентних хвиль немає інтерференції; середня інтенсивність хвилі в будь-якій точці дорівнює сумі інтенсивностей доданків некогерентних хвиль.
Інтерференційна картина виникає лише у разі складаннякогерентних світлових хвиль. Це дозволяє пояснити наявність у досвіді Юнга щілини S. У цій установці обидві щілини S1 і S2 лежать на одному фронті хвилі і збуджуються одним загальнимцугом (рядом обурень з перервами між ними), що виходять із щілини S. Тому з обох щілин виходять світлові хвилі з однаковою фазою, т. е. когерентні хвилі, що дають на екрані інтерференційну картину.
Якщо ж щілину S прибрати, то щілини S1 і S2 будуть збуджуватись різними цугами, які беруть свій початок з різних діляноксвітла. Хвилі, що виходять із обох щілин, виявляться некогерентними, і інтерференційна картина зникне.