Παρεμβολή του φωτός

Το φαινόμενο της παρεμβολής είναι εγγενές σε όλους τους τύπους κυμάτων: ήχο, ηλεκτρομαγνητικά και άλλα. Επομένως, εάν το φως έχει ιδιότητες κύματος, τότε η υπέρθεση δύο δεσμών φωτός μπορεί να οδηγήσει όχι μόνο στην ενίσχυση, αλλά και στην εξασθένηση του φωτός, ή με άλλα λόγια, παρεμβολές φωτός. Έτσι, η κοινή δράση δύο φωτεινών ακτίνων μπορεί να οδηγήσει στην εμφάνιση σκοταδιού, ή, μιλώντας μάλιστα, το φως και το φως μπορούν να δώσουν σκοτάδι. Η εμπειρία επιβεβαιώνει αυτό το συμπέρασμα.

Για να αποκτήσει ένα σύστημα συνεκτικών κυμάτων φωτός,αν η δέσμη φωτός που εκπέμπεται από την πηγή χωρίζεται σε δύο δοκούς με οποιονδήποτε τρόπο και στη συνέχεια συγκεντρώνονται και οι δύο αυτές δέσμες, με τις δέσμες φωτός να διέρχονται από διαφορετικές διαδρομές. Αυτό δημιουργεί μια διαφορά διαδρομής, και όταν εφαρμοστεί, οι δοκοί παρεμβαίνουν.

Υπάρχουν διάφοροι τρόποι για την εφαρμογή αυτών των όρων.

Σε ένα από τα πειράματα του γαλλικού φυσικού Fresnel, η δέσμη φωτός από μια σημειακή πηγή χωρίζεται σε δύο δέσμες μέσω δύο καθρεπτών τοποθετημένων μεταξύ τους υπό γωνία κοντά στους 180 °.

Οι φωτεινές ακτίνες από την πηγή S πηγαίνουν στην οθόνη AA. Οι απευθείας ακτίνες δεν φτάνουν στην οθόνη, καθώς μπλοκάρονται από το διαμέρισμα CC.

Στην οθόνη από την πηγή πηγαίνουν τα φωτεινά κύματα S,που ακολουθούν δύο διαδρομές διαφορετικού μήκους και επομένως καθυστερούν σε σχέση με το άλλο. Κύματα που αντανακλώνται από καθρέφτες σε S και Ι και ΙΙ, είναι δύο συνεκτικό κύματα σύστημα SB₁OC₁C₁ και SB₂OC₂C₂, σαν να προέρχονται από την S₁ πηγή και S₂, που είναι ψευδείς εικόνες S στον καθρέφτη Ι και ΙΙ.

Στο χώρο του OS1C2, οι σκοτεινές και οι ελαφριές λωρίδες εναλλάσσονται.

Το περιγραφέν πείραμα Fresnel σχετικά με την παρατήρηση ενός τέτοιου φαινομένου ως παρεμβολή του φωτός είναι βασικά απλό, αλλά είναι δύσκολο να το υλοποιήσει τεχνικά.

Ο διαχωρισμός μιας δέσμης φωτός σε δύο δέσμες μεοι επακόλουθες αλληλεπικαλύψεις συμβαίνουν το ένα με το άλλο και όταν οι ακτίνες φωτός φωτίζονται από λεπτά φιλμ. Η παρεμβολή του φωτός σε λεπτές φυσαλίδες σαπουνιού είναι πολύ εύκολο να παρατηρηθεί. Αφού λάβαμε ένα φιλμ σαπουνιού στο πλαίσιο του σύρματος και τον φωτίζουμε με κόκκινο φως από την πηγή, με τη βοήθεια ενός φακού συλλογής, προβάλλουμε την ταινία μας στην οθόνη. Στην οθόνη, η εικόνα ταινίας εμφανίζεται αρχικά ομοιόμορφα αναμμένη. Όμως, όπως η αραίωση της μεμβράνης λόγω της ροής του νερού (πρώτα στο πάνω και στη συνέχεια σε άλλα μέρη της), εμφανίζονται εναλλασσόμενες οριζόντιες σκοτεινές και κόκκινες ζώνες. Με την περαιτέρω βελτίωση της ταινίας, η παρατηρούμενη εικόνα αλλάζει: στη θέση των σκοτεινών ζωνών εμφανίζονται τα κόκκινα και αντίστροφα. Παρόμοιες εικόνες θα παρατηρηθούν όταν φωτίζουμε μια μεμβράνη σαπουνιού με ομοιόμορφο φως. Η ίδια εικόνα παρατηρείται όταν φωτίζονται μεμβράνες άλλων ουσιών, για παράδειγμα, μεμβράνες πετρελαίου στην επιφάνεια του νερού.

Ποια είναι τα φαινόμενα που εμφανίζονται στο φιλμ σαπουνιού στοφωτισμός από ένα ομοιογενές φως; Παράλληλες ακτίνες φωτός πέφτουν στην ταινία. Αντανακλώντας από τα ανώτερα και κατώτερα όριά του και κερδίζοντας μια διαφορά διαδρομής, η παρεμβολή του φωτός των ακτίνων εμφανίζεται όταν εφαρμοστεί ο ένας στον άλλο. Αν συναρμολογούνται από φακό, τότε στην οθόνη θα έχουμε μια σειρά φωτεινών ζωνών, οι οποίες χωρίζονται από σκοτεινά κενά. Όταν το φιλμ καλύπτεται με λευκό φως, το μοτίβο παρεμβολής αποδεικνύεται πολύχρωμο. Αυτό είναι συνέπεια της πολυπλοκότητας του λευκού φωτός, το οποίο περιλαμβάνει κύματα διαφορετικών μηκών, τα οποία σχηματίζουν παρεμβολές και μέγιστα φωτός σε διάφορα μέρη.

Η παρουσία εναλλασσόμενου φωτός και σκοτεινές ζώνες μονοχρωματικού φωτός, καθώς και συνεχή φάσματα στην περίπτωση του λευκού φωτός, υποδεικνύει τις ιδιότητες του κύματος.

Η ευρύτερη εφαρμογή της παρεμβολής του φωτός βρίσκεται στην φώτιση των οπτικών. Τι είναι αυτό;

Το φως που πέφτει στον φακό, εν μέρειαντανακλάται πίσω. το κλάσμα του ανακλώμενου φωτός είναι συνήθως μερικά ποσοστά. Οι στόχοι της σύγχρονης οπτικής τεχνολογίας είναι τα συστήματα φακών. Ως αποτέλεσμα των ανακλάσεων στην επιφάνεια του κάθε φακού, εμφανίζεται μια σημαντική εξασθένιση του φωτός. Προκειμένου να μειωθεί αυτή η επίδραση, εφαρμόζεται επικάλυψη παρεμβολής με τη μορφή λεπτού φιλμ στην επιφάνεια κάθε φακού.

Το πάχος της επικάλυψης επιλέγεται έτσι ώστετα ανακλώμενα κύματα μετατοπίστηκαν κατά μισό κύμα και, παρεμβαίνοντας, σβήνουν το ένα το άλλο. Τότε δεν θα υπάρξει απώλεια της αντανάκλασης και όλη η φωτεινή ενέργεια θα περάσει μέσα από τον φακό. Η εικόνα θα είναι πιο φωτεινή - τα οπτικά είναι "φωτισμένα".