December 10 2016 05:04:16
School Nogma
Навигация
 
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
 
Интерференция
Физические основы информации

Явление интерференции используется в измерительных приборах, называемых интерферометрами. Оптические интерферометры применяются для измерения оптической длины волны, показателя преломления, длины объектов, углового размера звезд, контроля качества оптических деталей и поверхностей тел. Во всех интерферометрах световая волна с помощью некоторого устройства пространственно разделяется на два или большее число когерентных волн, которые проходят различные оптические пути, а затем сводятся вместе и наблюдается результат их интерференции. По числу интерферирующих волн интерферометры делятся на двухлучевые и многолучевые. Двухлучевые интерферометры используются как приборы для физических и технических измерений (двухлучевой интерферометр Майкельсона позволяет измерять длину с точностью до 0,005 мкм), так и в качестве спектральных приборов. Многолучевые интерферометры применяются главным образом как спектральные приборы (интерферометр Фабри-Перо дает возможность определить длину волны света с точностью δλ ~ 10-4А).

В 1956 г. был поставлен опыт Хэнбери Брауна и Твисса по измерению интерференции не самих волновых полей, а их интенсивностей, что описывается функцией когерентности четвертого порядка. В этом опыте излучение теплового источника (ртутной лампы) с помощью полупрозрачного зеркала делилось на две равные по интенсивности волны. Падая на два фотодетектора, эти волны возбуждали фототоки Iф1 и Iф2, усиливаемые с помощью узкополосных усилителей. Затем оба фототока поступают на коррелятор токов, где производилось их перемножение, поэтому выходной сигнал пропорционален среднему значению <Iф1·Iф2>. Один из фотодетекторов был подвижным, что обеспечивало управление временем задержки одного из токов относительно другого. В самом эксперименте непосредственно измерялась корреляция флуктуаций фототоков

img685

Поскольку величина фототока пропорциональна интенсивности света, падающего на фотодетектор, в опыте Хэнбери Брауна и Твисса измерялась корреляция флуктуаций интенсивностей двух световых волн.

Среда меняет характеристики электромагнитных волн, поскольку благодаря взаимодействию с электромагнитным полем меняется состояние атомов среды и происходит поляризация самой среды. Влияние среды на распространяющуюся в ней плоскую монохроматическую волну частоты ω можно описать с помощью показателя преломления

img686

где img687 мнимая единица. Вещественная часть img688 определяет фазовую скорость img689, а мнимая часть img690 – поглощение волны в среде. Амплитуда A волны при прохождении расстояния в среде с показателем преломления (III.11.8) уменьшается согласно формуле

img691

Здесь не рассматривается случай резонансного поглощения света.

В двухуровневом приближении, в котором учитываются только основной и первый возбужденный уровни, теория возмущений дает следующий результата

img692

где диэлектрическая восприимчивость среды двухуровневых атомов

img693

Здесь N – концентрация атомов, img694 – резонансная частота перехода между основным уровнем с энергией E1 и первым возбужденным уровнем с энергией E2, img695 – частотная ширина перехода 2→1 (τ21 – излучательное время жизни возбужденного уровня), img696 – сила осциллятора для перехода 1↔2.

Важно отметить, что в области резонансной частоты ω21 вещественная часть img697 меняет знак, а мнимая часть img698 принимает максимальное значение. В пределе бесконечно большой частоты, когдаimg699, img700, т.е. среда не оказывает какого-либо влияния на распространяющуюся волну. Это обусловлено инерционностью отклика электронов среды.

Рассмотрим прохождение плоской монохроматической волны через плоскую поверхность раздела двух сред с показателями преломления n1 и n2. Волна падает на поверхность из среды с показателем преломления n1. На границе раздела двух сред возникают две новые волны: отраженная волна, которая распространяется в среде 1 навстречу падающей волне и преломленная волна, которая распространяется в среде 2 от границы раздела двух сред. В общем случае падающую волну можно разложить на две волны, одна из которых поляризована перпендикулярно плоскости падения, а другая – в плоскости падения

img701

Комментарии
Нет комментариев.
Добавить комментарий
Пожалуйста, залогиньтесь для добавления комментария.
Рейтинги
Рейтинг доступен только для пользователей.

Пожалуйста, авторизуйтесьили зарегистрируйтесь для голосования.

Нет данных для оценки.

Время загрузки: 0.03 секунд 4,204,238 уникальных посетителей