Определение качества обработки поверхностей с помощью микроинтерферометра, страница 3

 – условие максимума интерференции;

 – условие минимума интерференции.

При прохождении волн в однородной среде  представляет геометрическую разность хода волн. Следует иметь в виду, что в общем случае при расчете интерференционной картины нужно рассматривать оптическую разность хода, сведения об этом можно найти в учебной литературе.

          Излучение светящегося тела слагается из волн, испускаемых атомами тела. Излучение отдельного атома продолжается 10^-8 сек., за это время успевает образоваться цуг волн протяженностью ~3 м. Испустив свою избыточную энергию на излучение, атом возвращается в нормальное (не возбужденное) состояние. Спустя некоторый промежуток времени, атом может опять возбудиться и начать излучать свет. Отдельный цуг волн обладает высокой степенью монохроматичности. Но в каждый момент времени излучение света осуществляется не одним, а весьма большим числом атомов светящегося тела. Атомы же тела излучают световые волны независимо друг от друга, поэтому монохроматичность совокупного излучения источника света нарушается, начальные фазы тоже не связаны между собой; даже для одного и того же атома начальные фазы могут меняться. Значит волны получаются некогерентными. Как получить когерентные волны? Когерентные световые волны можно получить, разделив волну, излучаемую одним источником, на две части. Если заставить эти две волны пройти различные пути, а потом наложить их друг на друга, наблюдается интерференционная картина. Практически это осуществлено различными способами: с помощью зеркал, приз, экранов и т.д.

          В опыте Юнга (1802 г.) рис.2. свет из точечного источника (малое отверстие щель 5) проходит через два равноудаленных отверстия – щели  и .

          Согласно принципу Гюйгенса, каждое малое отверстие А₁ и А₂ становятся источниками полусферических волн. Эти волны перекрывают друг друга. Так как колебания в точках А₁ и А₂ вызываются одной и той же падающей волной, то они имеют одинаковую частоту колебания совершаются в одинаковой фазе.

Схема опыта Юнга

Рис.2.

          Рассмотрим результат наложения световых волн в некоторой точке М экрана, расположенного на некотором расстоянии параллельно А₁ А₂. Обозначим разность хода волн до этой точки М от А₁ и А₂.

.

Усиление и ослабление света в произвольной точке экрана зависит от разности хода лучей . В тех местах на экране, где разность хода равна целому числу волн или четному числу полуволн (разность фаз кратна 2p) колебания, проходящие от обеих источников, складываются, амплитуда увеличивается, освещенность возрастает. Это так называемое условие максимума. Математически оно записывается так:

, где .

В тех местах экрана, где разность хода равна не целому числу волн или нечетному числу полуволн (разность фаз кратна p) волны от обеих источников проходят в противоположной фазе и полностью гасят друг друга. Это условие минимума:

.

Проведем расчет интерференционной картины для линейных источников света, т.е. узлах, параллельных и близко расположенных щелей. В этом случае на экране будет наблюдаться система чередующихся светлых и темных параллельных полос, как показано на рис.3.