Lungimea căii optice într-un mediu omogen este produsul dintre distanța parcursă de lumină într-un mediu cu indice de refracție n și indicele de refracție:
6. Care este diferența de cale optică?
7. Cum sunt legate diferența de fază și diferența de cale optică?
8. Cum arată diagrama vectorială în cazul difracției printr-o gaură circulară?
9. Cum arată diagrama vectorială în cazul difracției la marginea ecranului?
10. Cum diferă difracția Fresnel și difracția Fraunhofer una de cealaltă?
Difracția Fresnel:
Difracția Fraunhofer: (difracția fasciculului paralel)
11. Formulați condițiile pentru apariția minimelor și maximelor de difracție în timpul difracției Fraunhofer printr-o fantă
12. Cum putem determina numărul de zone Fresnel corespunzătoare diametrului găurii pe baza tipului de model de difracție dintr-o gaură rotundă?
Numărul de inele corespunde numărului de zone deschise
13. Ce se va întâmpla cu modelul de difracție obținut de la marginea ecranului pe măsură ce lungimea de undă a luminii scade?
14. Ce se va întâmpla cu modelul de difracție pe măsură ce diametrul găurii crește și scade?
Dacă gaura dezvăluie doar o parte din zona centrală Fresnel, pe ecran va apărea o pată de lumină neclară. Dacă gaura se deschide număr mare zone, atunci alternanța se observă doar într-o zonă îngustă la marginea umbrei, în interiorul zonei iluminarea este aproape constantă
15.Ce se va întâmpla cu modelul de difracție când lățimea fantei scade sau crește?
Pe măsură ce decalajul se micșorează, cratina se va extinde
16. Care este ordinea difracției?
17.Ce este un rețele de difracție?
Un grătar de difracție este un dispozitiv optic care funcționează pe principiul difracției luminii și este o colecție de un număr mare de linii regulate distanțate (fante, proeminențe) aplicate pe o anumită suprafață.
Un rețele de difracție este orice structură periodică, o structură periodic neomogenă, în timpul propagării undelor prin care se observă caracteristici legate de difracție.
18. Care este perioada unui rețele de difracție?
Distanța prin care se repetă liniile de pe rețea se numește perioada rețelei de difracție. Notat cu litera d.
19. Condiții pentru apariția maximelor principale dintr-o rețea de difracție
Diferența de cale trebuie să fie un multiplu al unui număr întreg de lungimi de undă
20. Condiții pentru formarea de minime și maxime suplimentare ale rețelei de difracție
Minime suplimentare 
(dacă n/N este un număr întreg, atunci va exista un maxim)
Maxim suplimentar:
21. Care este puterea de rezoluție a unui rețele de difracție?
Rezoluția R este măsurată prin raportul dintre lungimea de undă și cel mai mic interval de lungime de undă pe care rețeaua îl poate separa în continuare:
22. Ce se numește dispersie unghiulară?
Una dintre caracteristicile unui rețele de difracție este dispersia unghiulară. Să presupunem că un maxim de ordin este observat la un unghi φ pentru lungimea de undă λ și la un unghi φ+Δφ pentru lungimea de undă λ+Δλ. Dispersia unghiulară a rețelei se numește raportul D=Δφ/Δλ. Expresia pentru D poate fi obținută prin diferențierea formulei rețelei de difracție
23. Ce se numește dispersie liniară?
24. Cum puteți estima intensitatea relativă a maximelor de difracție în timpul difracției Fraunhofer printr-o fantă?
Fenomene la interfața dintre doi dielectrici. Dispersia luminii. Polarizarea luminii.
1. Care este sensul conceptului de vector luminos?
2. Cum sunt legate între ele puterile câmpurilor electrice și magnetice dintr-o undă electromagnetică?
3. Formulați condiția de continuitate pentru propagarea unei unde electromagnetice prin limita a doi dielectrici
4. Ce se numește coeficient de reflexie?
Coeficientul de reflexie a luminii este o valoare egală cu raportul dintre fluxul de energie al undei reflectate și fluxul de energie al undei incidente pe interfața dintre două medii
5. Ce este transmitanța?
Transmitanța este raportul dintre fluxul de radiație care iese dintr-un strat de materie și fluxul de radiație incident pe acesta.
6. Care este pierderea unei semi-unde?
Când lumina este în mod normal incidentă pe interfața dintre două medii, unda reflectată în punctul de incidență va fi în antifază cu unda incidentă atunci când este reflectată dintr-un mediu optic mai dens, dintr-un mediu cu un indice de refracție mai mare. Faza opusă a undei reflectate este echivalentă cu o schimbare de fază de π sau o modificare a diferenței de cale de λ/2. Prin urmare, ei spun că atunci când este reflectat dintr-un mediu optic mai dens, o jumătate de undă se pierde. În acest caz, în expresia pentru lungimea căii optice, ar trebui să se adauge (sau să scadă) termenul λ/2
OPTICAL PATH LENGTH - produsul lungimii căii fascicul de lumină asupra indicelui de refracție al mediului (calea pe care lumina ar parcurge-o în același timp, propagăndu-se în vid).
Calculul modelului de interferență din două surse.
Calculul modelului de interferență din două surse coerente.
Să considerăm două unde luminoase coerente care emană din sursele u (Fig. 1.11.).
Ecranul de observare a modelului de interferență (alternând dungi luminoase și întunecate) va fi plasat paralel cu ambele fante la aceeași distanță. Să notăm x ca distanța de la centrul modelului de interferență la punctul P studiat pe ecran.
Să notăm distanța dintre surse ca d. Sursele sunt situate simetric față de centrul modelului de interferență. Din figură este clar că
Prin urmare
iar diferența de cale optică este egală cu
Diferența de cale este de mai multe lungimi de undă și este întotdeauna semnificativ mai mică, așa că putem presupune că
Atunci expresia pentru diferența de cale optică va avea următoarea formă:
Deoarece distanța de la surse la ecran este de multe ori mai mare decât distanța de la centrul modelului de interferență la punctul de observare, putem presupune că.
, (1.96)
e. Înlocuind valoarea (1.95) în condiția (1.92) și exprimând x, obținem că maximele de intensitate vor fi observate la valori unde este lungimea de undă în mediu și m este ordinea interferenței și X
max
, (1.97)
- coordonatele maximelor de intensitate. Înlocuind (1.95) în condiția (1.93), obținem coordonatele minimelor de intensitate Un model de interferență va fi vizibil pe ecran, care arată ca o lumină alternativă și
dungi întunecate
. Culoarea dungilor luminoase este determinată de filtrul folosit la instalare.
Distanța dintre minimele (sau maximele) adiacente se numește lățimea franjelor de interferență. Din (1.96) și (1.97) rezultă că aceste distanțe au aceeași valoare. Pentru a calcula lățimea marginii de interferență, trebuie să scădeți coordonatele maximului adiacent din valoarea coordonatei unui maxim.
În aceste scopuri, puteți utiliza, de asemenea, valorile coordonatelor oricăror două minime adiacente.
Coordonatele minimelor și maximelor de intensitate.
Lungimea optică a căilor razelor. Condiții pentru obținerea maximelor și minimelor de interferență.
În vid, viteza luminii este egală cu , într-un mediu cu indice de refracție n viteza luminii v devine mai mică și este determinată de relația (1.52) Lungimea de undă în vid și într-un mediu este de n ori mai mică decât în vid (1,54): La trecerea de la un mediu la altul, frecvența luminii nu se modifică, din punct de vedere secundar
unde electromagnetice , emise de particulele încărcate într-un mediu, sunt rezultatul oscilațiilor forțate care au loc la frecvența undei incidente.(Fig. 1.11). Pentru aceștia trebuie îndeplinite condițiile de coerență:
Până la punctul P, prima rază călătorește într-un mediu cu indice de refracție - o cale, a doua rază trece într-un mediu cu indice de refracție - o cale.
Distanțele de la surse până la punctul observat se numesc lungimi geometrice ale căilor razelor. Produsul dintre indicele de refracție al mediului și lungimea căii geometrice se numește lungimea căii optice L=ns. L 1 = și L 1 = sunt lungimile optice ale primei și, respectiv, celei de-a doua căi.
, (1.87)
Fie u vitezele de fază ale undelor.
, (1.88)
Prima rază va excita o oscilație în punctul P:
, (1.89)
iar a doua rază este vibrația
Diferența de fază dintre oscilațiile excitate de raze în punctul P va fi egală cu:
Multiplicatorul este egal cu (- lungimea de undă în vid), iar expresia pentru diferența de fază poate fi dată sub forma
există o cantitate numită diferență de cale optică. Atunci când se calculează modelele de interferență, este diferența optică în calea razelor care trebuie luată în considerare, adică indicii de refracție ai mediilor în care se propagă razele. Înlocuind valoarea (1.95) în condiția (1.92) și exprimând x, obținem că maximele de intensitate vor fi observate la valori Din formula (1.90) este clar că dacă diferența de cale optică este egală cu un număr întreg de lungimi de undă în vid
atunci diferența de fază și oscilațiile vor avea loc cu aceeași fază. Număr
, (1.93)
se numește ordinea interferenței. În consecință, condiția (1.92) este condiția maximului de interferență. 
Dacă este egal cu jumătate de număr întreg de lungimi de undă în vid,
Că , astfel încât oscilațiile în punctul P sunt în antifază. Condiția (1.93) este condiția minimului de interferență. Deci, dacă la o lungime egală cu diferența de cale optică a razelor, se potrivește număr par semilungimi de undă, atunci se observă o intensitate maximă la un punct dat de pe ecran. Dacă lungimea diferenței de cale optică a razelor se potrivește
număr impar
ru
Găsi Diferența de cale optică, relația dintre diferența de cale și diferență Principiul de bază al circuitelor de interferență. Interferența este caracteristică undelor de orice natură și este relativ ușor de observat experimental pentru undele de la suprafața apei sau
Faptul este că lumina emisă de sursele convenționale (non-laser) nu este monocromatică. O astfel de lumină poate fi privită ca o secvență haotică de trenuri individuale de unde sinusoidale. Durata trenului de valuri este de aproximativ 10 -8 s, prin urmare, atunci când undele luminoase de la surse diferite relațiile de fază dintre vibrațiile luminii se schimbă aleatoriu de multe ori. Sursele de lumină se dovedesc a fi incoerente, așa că nu apare un model de interferență suficient de stabil (modele de interferență care se înlocuiesc cu o frecvență foarte mare nu ne vor interesa în viitor; înregistrarea lor necesită receptoare speciale cu inerțială scăzută).
Și totuși, coerent unde luminoase poate fi obținut chiar și din surse de lumină obișnuite. Principiul general Producția lor este următoarea: unda emisă de o sursă de lumină este împărțită într-un fel sau altul în două părți și apoi suprapusă una peste alta într-un mod adecvat. De exemplu, unde coerente poate fi obținut prin împărțirea (folosind reflexii sau refracții) o undă emisă de o sursă în două părți. Dacă aceste două unde sunt forțate să călătorească prin căi optice diferite și apoi suprapuse una peste alta, apare interferența. Diferenţă lungimi optice Căile parcurse de undele interferente nu ar trebui să fie foarte mari, deoarece oscilațiile rezultate trebuie să aparțină aceluiași tren de unde rezultat. Dacă această diferență este de ordinul 1 m, se vor suprapune oscilații corespunzătoare diferitelor trenuri, iar diferența de fază dintre ele se va schimba continuu într-o manieră haotică.
Fie ca separarea în două unde coerente să aibă loc în punctul O (Fig. 4.7).
Până la punctul P, prima undă se deplasează într-un mediu cu indice de refracție n 1, calea s 1, a doua undă se deplasează într-un mediu cu indice de refracție n 2, calea s 2; Dacă în punctul O faza oscilației este egală cu , atunci prima undă va excita o oscilație în punctul P, iar a doua undă va excita o oscilație (și sunt vitezele de fază ale undelor). În consecință, diferența de fază dintre oscilațiile excitate de unde în punctul P va fi egală cu
Înlocuind prin (l 0 - lungimea de undă în vid), expresia diferenței de fază poate fi dată sub forma
Unde (vezi principiul lui Fermat)
(4.13)
D este o mărime egală cu diferența dintre lungimile optice ale căilor parcurse de unde și se numește diferența de cale optică
Din formula (4.12) este clar că dacă diferența de cale optică este egală cu un număr întreg de lungimi de undă în vid,
atunci diferența de fază d se dovedește a fi un multiplu de 2p și oscilațiile excitate în punctul P de ambele unde se vor produce cu aceeași fază. Astfel, (4.14) este condiția pentru maximul de interferență.
Dacă D este egal cu un număr semiîntreg de lungimi de undă în vid,
Că 
, astfel încât oscilațiile în punctul P sunt în antifază. În consecință, (41.5) este condiția pentru minimul de interferență.
Concluzie
Observarea interferenței luminii demonstrează că lumina, atunci când este propagată, detectează proprietățile valurilor. Experimentele de interferență fac posibilă măsurarea lungimii de undă a luminii: este foarte mică - de la 4 × 10-7 la 8 × 10 -7 m Pentru a obține un model de interferență stabil, sunt necesare unde consistente. Ele trebuie să aibă aceleași lungimi de undă și o diferență de fază constantă în orice punct din spațiu. Amintiți-vă că astfel de unde consistente cu lungimi de undă identice și o diferență de fază constantă se numesc coerente. Deoarece diferența de cale optică depinde de indicele de refracție, prin schimbarea modelului de interferență se poate găsi indicele de refracție al mediului cu mare precizie și, de asemenea, prin schimbarea modelului de interferență se poate aprecia omogenitatea mediului. Descrierea modelului de interferență include cunoașterea lățimii marginii de interferență, poziția și distribuția intensității acesteia.