Интерференция света. 
Волновая оптика

Предварительные сведения

Свет является электромагнитным излучением, которое представляет собой единое электрическое и магнитное поля, распространяющиеся в пространстве. Колебания векторов напряженности электрического Е и индукции магнитного нолей В для случая волны в изотропной среде происходят с совпадающими частотами во взаимно перпендикулярных направлениях. В каждой точке пространства эти векторы перпендикулярны вектору скорости электромагнитной волны. К видимой области света относится излучение в диапазоне длин волн 400 — 780 нм.

С электрическим полем электромагнитной волны связывают её физиологическое, фотохимическое и фотоэлектрическое действие. Это действие определяется частотой и интенсивностью I волны, которая пропорциональна квадрату амплитуды вектора Ё.

Если направление колебаний этого вектора строго фиксировано или в каждой точке закономерно изменяется со временем, то говорят, что электромагнитная волна поляризована. Если же с течением времени направление вектора и его мгновенное значение оказываются случайными, то такую волну называют неполяризованной. Например, прямой солнечный свет не поляризован, и его называют естественным. Этот же свет после отражения от поверхности воды становится, в общем случае, поляризованным. Свет в природе и в лабораторных условиях может иметь любую промежуточную степень поляризации.

Выберем координатную систему так, чтобы плоская гармоническая электромагнитная волна с частотой со распространялась вдоль оси Ох, направление колебаний вектора осуществлялось вдоль оси Оу и вектора В — вдоль оси Oz.. Тогда для проекции вектора в любой точке х можно записать.

Е = E_//?cos (cof-fo: + (p₍₎). (1.1).

Так как вектор Е колеблется только вдоль одного направления, то такую волну называют линейно поляризованной (или плоско поляризованной, поскольку вектор Е всё время лежит в одной плоскости). Скорость распространения электромагнитной волны равна.

где в — относительная диэлектрическая проницаемость среды;

х — относительная магнитная проницаемость среды; с- скорость света в вакууме.

Отношение п = — называется абсолютным показателем преломления среды, о Длина волны X в среде с показателем преломления п связана с длиной волны Х₀ в вакууме соотношением.

Модуль среднего по времени вектора плотности потока энергии, переносимого световой волной, называется интенсивностью / света в данной точке пространства. Для световых волн при определенных условиях наблюдаются явления интерференции, дифракции и поляризации. Выяснение этих условий и физического содержания перечисленных явлений и составляет общую цель описываемых лабораторных работ. Кроме того, эти явления широко применяются в прикладной оптике для решения практических задач, что также нашло отражение в лабораторных работах.