Файл: Китайгородский А.И. Введение в физику учеб. пособие для студентов высш. техн. учеб. заведений.pdf

главное состоит в том, что все атомы лазера создают стимулирован­ ное излучение в одной фазе. Следовательно, в этом случае излуче­ ния разных атомов способны интерферировать между собой. Не имеет значения конечная длина цуга волн. Следующие друг за другом акты излучения происходят в одной фазе. Поэтому коге­

Расщепление лазерного луча для достижения интерференции не требует и доли тех мер, которые должны быть приняты для наблю­ дения интерференции обычного света. Достаточно установить лазер за экраном с двумя щелями и создать общее поле света, выходящего из двух щелей.

Исключительная мощность лазерного света позволяет с легко­ стью осуществлять интерференционные опыты, казавшиеся ранее исключительно трудными или невозможными.

§ 133. Интерференция в пластинке

Рассмотрим отражение и преломление света, падающего на пло­ скую пластинку толщиной d (рис. 146).

Пусть плоская волна падает на пластинку под углом і. Луч света отразится и преломится. Преломленный луч попадет на нижнюю

Рис. 146.

грань пластинки и также отразится и преломится. В результате возникнет множество лучей,.параллельных непосредственному отра­ женному, а также множество параллельных лучей, прошедших во вторую среду. Все эти лучи когерентны и между ними имеется раз­ ность фаз; следовательно, возникают условия для интерференции как в отраженных, так и в прошедших лучах.

Как известно (см. стр. 301), коэффициент отражения, во всяком случае при отвесном падении, невелик. В этом случае интенсив­ ность каждого «следующего» луча будет много меньше интенсив­ ности предыдущего. Например, при коэффициенте отражения 5% первый отраженный луч будет иметь интенсивность 0,05 /0 - Второй

отраженный луч претерпел два преломления и одно отражение. Его интенсивность будет 0,95-0,95-0,05 /О =0,045 / 0 . Таким обра­ зом, интенсивности первых двух лучей будут весьма близки друг к другу. Но уже третий луч будет резко слабее, так как он терпит три отражения и два преломления. Его интенсивность будет равна 0,95-0,95-0,05-0,05-0,05 10, т. е. он в четыреста раз слабее пре­ дыдущего луча.

В условиях небольшого коэффициента отражения явление сво­ дится к наблюдению интерференции двух первых лучей.

Что же касается прошедших лучей, то в условиях малого коэф­ фициента отражения интерференция не наблюдаема, так как второй луч уже в четыреста раз (для того же числового примера) слабее первого, третий — в четыреста раз слабее второго и т. д. Однако не представляет особого труда создание таких условий опыта, при которых как в отраженном, так и в проходящем свете возникало бы множество интерференционных лучей.

Если на плоскую пластинку падает монохроматическая волна, то картина интерференционного поля определится разностью фаз пер­ вого и второго отраженных лучей.

Из формулы волны

A cos со (^t —

очевидно, что фаза волны, прошедшей путь х со скоростью v, изме-

х2п

нится на со — или -j-x , где К — длина волны в среде. Обозначая через Л,0 длину волны в пустоте и учитывая, что коэффициент преломления равен п = ~ , можем записать изменение в фазе как ^— пх. Произ­ ведение пх называют часто оптическим ходом волны. Если волна на

своем пути проходит через несколько сред, то ее фаза изменится на r—S, где S = {n1xl-\-nix2Jr...) — оптический путь.

Разность фаз б интерферирующих волн, которая определяет интенсивность результирующего поля, равна

т. е. определяется оптической разностью путей S' и 5" этих волн

Расчет А для интересующего нас случая проводится с помощью рис. 146. Удобнее всего выразить А через угол преломления г, толщину пластинки d и показатель преломления п. Как видно из чертежа,

A = 2dncosr.

Однако нужно учесть еще скачок фазы при отражении (ср. стр. 300). В этом отношении, первый и'второй лучи отличаются, так как первый отражается от внешней грани пластинки, а второй — от