Раздел: Документация
0 ... 3 4 5 6 7 8 9 ... 60 ® Направление оптической, оси
 Необыкновенный луч Волновой фронт Рис. 11. Двойное лучепреломление такое вещество наблюдается явление двойного лучепреломления. Если входящий свет поляризован в направлении, составляющем угол 45° с оптической осью, то, поскольку коэффициенты преломления для х- и «/-составляющих электрического вектора различны, при выходе из вещества становятся разными фазы их колебаний, а это приводит к изменению поляризации света. Если иа выходе из вещества разность фаз составит 90°, то линейно поляризованный свет меняет поляризацию на круговую. Плоскопараллельную пластинку, дающую такую разность фаз, называют четвертьволновой пластинкой. Если луч света попадает в вещество с двойным лучепреломлением под углом к оптической оси, как показано иа рис. 11, то разделяется на два: луч, продолжающий идти прямо,— обыкновенный луч и луч, отклоняющийся в сторону, — необыкновенный луч. Этот эффект называют аномальным преломлением. Что такое когерентность? Способность излучения к интерференции, называемая когерентностью, бывает двух типов: временная когерентность монохроматического излучения (имеющего постоянную частоту) и пространственная когерентность — совпадение фаз волн, выходящих из разных точек источника или из разных источников (рис. 12). Обычно свет таких источников, как лампочки накаливания, не дает интерференции, так как он имеет случайную частоту (длину волны) и фазу. Излучение же таких источников, как ртутная лампа (с линейчатым спектром излучения), может частично интерферировать. Если вследствие переходов в нормальное состояние отдельных возбужденных атомов излучается цуг волн длительностью Дг, то его длина Ддс = cht (где с — скорость света). Для получения картины интерференции вышедший из источника цуг разделяют на два, так как цугн, полученные от двух разных атомов, имеют случайные параметры н не интерферируют. Но и при разделении одного цуга интерференции не будет, если разность путей, пройденных после разделения, будет больше, чем длина самого цуга Ддс. Эту величину называют длиной когерентности. Она может быть измерена прн помощи интерферометра Майкельсона (рнс. 13) н служит мерой когерентности. Волновой цуг не монохроматичеи и если даже очень близок по форме к синусоидальной волне со средней частотой v<>, то из-за ограниченности времени излучения содержит набор частот в интервале А\. Связь длины когерентности с частотной полосой цуга выражается соотношением Ддс = с/Ду. Поэтому волновой цуг естественного (белого) света н света лампы накаливания короткий, не более 10 см. А волновой цуг вынужденного излучения лазера, когда последовательно попадающий на возбужденные атомы свет вызывает излучение с теми же параметрами, а) Естественный светИзлучение лазера 6) w/w www www ЛЛЛЛЛЛ Л/WWV WWW VWWV Рис. 12. Временная (а) и пространственная (б) когерентность  Когерентность Рис. 13. Наблюдение временной когерентности в естественном свете (а) и в излучении лазера (б) с помощью интерферометра Майкельсона представляет собой длинную синусоиду с постоянной фазой. Благодаря этому у лазерного излучения очень высокая временная когерентность. Например, у газового лазера длина когерентности может составлять десятки километров. Пространственную когерентность можно объяснить, рассматривая интерференцию на двух щелях (рис. 14). При обычном источнике свет, выходящий из разных его точек, даже монохроматичный, не дает на экране картину интереференции (рнс. 14,а). Но если приставить к источнику «иголочную диафрагму», сделав его точечным, и прошедшим через диафрагму светом осветить щели, то обязательно получим картину интерференции (рис. 14,6). Свет лазера, выходящий из разных точек апертуры, имеет совпадающие по всему фронту фазы. Поэтому сложенные после прохода щелей пучкн всегда дают иа экране интерференционную картину (рис. 14,в). Особенности лазерного излучения — направленность и крайне низкая расходимость — следствие высокой когерентности. А именно, если монохроматическое излучение с длиной волны к выходит нз отверстия диаметром D с согласованными по фронту фазами, то угол расхождения пучка будет А8 = к/D. И так как диаметр D апертуры лазера значительно больше длины волны Я., то получается малорасходящийся пучок — световой «шнур» солидной толщины. 0 ... 3 4 5 6 7 8 9 ... 60
|
