5.2: Вступ

$\newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} }$

$\newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

Хоча модель геометричної оптики допомагає нам проектувати оптичні системи та пояснює багато явищ, існують також явища, які вимагають більш досконалої моделі. Наприклад, інтерференційні смуги, що спостерігаються в експерименті Янга з подвійною щілиною або плямі Араго, вказують на те, що світло більш точно моделюється як хвиля. З попереднього курсу ви можете пам'ятати, що умова максимумів перешкод в експерименті з подвійною щілиною полягає в тому, що різниця в довжині шляху до щілин є цілим числом кратним довжині хвилі:

$d \sin \theta=m \lambda, \nonumber$ де

$d$ відстань між двома щілинами,

$\theta$ є кут напрямку поширення світла,

$m$ є цілим числом, і

$\lambda$ є довжиною хвилі світла. Для досить вузьких щілин принцип Гюйгенса-Френеля говорить, що кожна щілина виступає точковим джерелом, який випромінює сферичні хвилі.

У цьому розділі ми знайдемо більше результатів, які випливають з хвильової моделі світла. Буде показано, що ступінь, в якій світло може показувати перешкоди, залежить від властивості, яка називається когерентність. У найбільшій частині обговорення ми будемо вважати, що все світло має однакову поляризацію, щоб ми могли розглядати поля як скаляри. В останній частині ми розглянемо, як поляризація впливає на перешкоди, як це описано законами Френеля-Араго.

Дуже варто відзначити, що поняття інтерференції і когерентності не обмежуються лише оптикою. Оскільки квантова механіка диктує, що частинки мають хвилеподібну природу, інтерференція та когерентність також відіграють певну роль у фізиці твердого тіла та квантовій інформації.

Зовнішні джерела в рекомендованому порядку

KhanAcademy - Інтерференція світлових хвиль: Плейлист на хвильових інтерференціях на рівні середньої школи.
Курси Єльського університету - 18. Хвильова теорія світла