Fényinterferencia Mi a fény
1. Az interferencia jelensége
A fény hullámtulajdonságai a legegyértelműbben az interferencia és a diffrakció jelenségeiben nyilvánulnak meg, amelyek minden hullámra jellemzőek.
Az interferencia az a jelenség, amikor két (vagy több) hullám egymásra helyezése egyes területeken az eredő hullám amplitúdójának növekedését, másoknál csökkenést eredményez.
Az amplitúdó nagy, ahol az egyik hullám címerének megérkezése mindig együtt jár a második hullám címerének egyidejű megérkezésével - a két hullám kölcsönösen felerősödik, és interferencia maximum figyelhető meg ezen a területen. Más területeken az egyik hullám csúcsa mindig egyidejűleg érkezik a másik hullám völgyével, ami a két hullám kölcsönös gyengüléséhez (oltásához) vezet - interferencia minimum van.
2. Fényintenzitás
A fényhullámok, mint a mechanikus hullámok, szintén energiát hordoznak. Ez a hullám elektromágneses mezőjének energiája. Definíció szerint a fény I intenzitása megegyezik a hullám által egységnyi idő alatt a hullám terjedésének irányára merőleges területen keresztül továbbított energiával. Maxwell elméletéből az következik, hogy a fény intenzitása (csakúgy, mint más elektromágneses hullámok) egyenesen arányos a hullám elektromos mezőjének E0 intenzitásának amplitúdójának (maximális értékének) négyzetével
Röviden: az elektromos fény (elektromágneses) hullámok E0 intenzitásának amplitúdóját hívjuk meg hullám amplitúdója.
3. Interferencia maximumok és minimumok
Hagyja, hogy egyazon v frekvenciájú két monokromatikus hullám egyidejűleg haladjon át egy adott P ponton, amelynek elektromos térintenzitása azonos irányba irányul és azonos amplitúdókkal rendelkezik E01 = E02 = E0. A 2. ábrán 4-1. Megmutatjuk a két hullám elektromos mezőjének változását a P pontban az idő múlásával.
ÁBRA. 4-1.
Az egyik esetben az első hullám E1 elektromos térintenzitásának maximuma egyidejűleg következik be a második hullám E2 elektromos mezőintenzitásának maximumaival. A két hullám kölcsönösen felerősödik, és a kapott hullám elektromos térerőssége E = E1 + E2. Amplitúdója E0 + E0 = 2E0. Ebben az esetben a P pontban interferencia maximum figyelhető meg: a kapott hullám amplitúdója megegyezik az egyes hullámok amplitúdóinak összegével. A P pont fényintenzitása Imax = 4I0, ahol az egyes hullámok intenzitása.
Ezért az interferencia maximumban a fényintenzitás nem egyenlő a két hullám I0 + I0 = 2I0 intenzitásának összegével, és kétszer akkora (4I0) - a P pont világos (4-2. Ábra, b).
ÁBRA. 4-2. a) a P pontot csak egy forrás világítja meg; b) Maximális interferencia; c) Interferencia minimum