12.1.(а) Что такое время когерентности?

Когерентные источники света – это источники, которые имеют постоянную во времени разность фаз, согласованное протекание нескольких колебательных или волновых процессов, степень которых различна. Время когерентности – это время, за которое случайное изменение фазы волны достигает значения порядка . Время когерентности – это время испускания цуга волн Цуг волн – это часть последовательных колебаний, на протяжении которой сохраняется их регулярность.

12.1.(б).Как сказывается в случае дифракции Фраунгофера на одной щели увеличение а) ширины щели б) длины волны?

А) bsin=m , m=1,2,3-, то наблюдается дифракционный минимум (темная полоса). Из этого условия следует,

что если уменьшать ширину щели, то увеличивается. Следовательно, чем уже щель, тем шире центральный максимум и наоборот.

Рассмотрим влияние ширины щели на распределение интенсивности дифракционной картины. Увеличение ширины щели приводит к приближению первых минимумов к центру дифракционной картины, при этом резкость дифракционного максимума увеличивается (кривая 2). Соотношение интенсивностей света в отдельных максимумах не изменяется, однако увеличивается абсолютное значение интенсивности, связанное с тем, что с увеличением ширины щели увеличивается энергия проходящего через нее излучения.

Если число зон нечетное, т.е. то наблюдается дифракционный максимум (светлая полоса). В направлении =0 наблюдается самый интенсивный центральный максимум нулевого порядка.

Дифракция Фраунгофера на одной щели: 1 - узкая щель, 2 - широкая щель

Б) Центральный максимум для всех длин волн будет лежать против центра щели, следовательно, он будет белым. Но положение первых минимумов уже зависит от длины волны, поэтому минимумы для разных длин волн будут расположены в разных точках экрана. Это означает, что центральный максимум по краям будет разноцветным. Положение вторичных максимумов также зависит от длины волны. Поэтому на экране будут видны слабые (по сравнению с главным) цветные вторичные максимумы, причём максимумы, соответствующие меньшей длине волны, будут расположены ближе к центру. Если ширина щели будет меньше длины волны падающего излучения, то проявляется ещё одна важная особенность. Из условия минимума bsin=m следует, что даже при n=1, значение синуса должно превышать единицу.

Физически это означает, что при такой ширине щели минимумы не возникают. Центральный максимум имеет ширину от . Его яркость по мере удаления от центра экрана постепенно уменьшается. При b>l количество возникающих минимумов

ограничено: (бoльшие значения m невозможны, т.к. значение синуса не может превышать единицу) .Основная часть световой энергии сосредоточена в центральном максимуме. Углы, под которыми наблюдаются максимумы всех порядков, начиная с первого, зависят от длины волны света . Поэтому, если щель освещать не монохроматическим светом, то максимумы, соответствующие разным длинам волн, будут наблюдаться под разными углами и, следовательно, будут пространственно разделены на экране. Получим дифракционный спектр.

12.1.(в).Что такое угол Брюстера? Чем он замечателен?

Угол Брюстера - угол падения луча неполяризованного света, при котором весь свет, отраженный от поверхности диэлектрика, является плоско поляризованным. Отметим, что при падении света под углом Брюстера угол между отражённым и преломленным лучом равен ровно 90⁰.

Угол, при котором происходит полная поляризация при отражении, называется углом Брюстера:

Когда свет отражается от поверхности диэлектрика, например стекла, и отраженный, и преломленный лучи являются частично поляризованными. При некотором угле падения, называемом углом Брюстера, отраженный свет становится полностью поляризованным. В отраженном луче вектор E параллелен отражающей поверхности. В этом случае отраженный и преломленный луч взаимно перпендикулярны, а угол Брюстера связан с показателем преломления n соотношением tg = n. Для стекла  57.

12.1.(г).Можно ли только с помощью поляризатора отличить естественный свет от поляризованного по кругу? Почему?

Частично поляризованный свет получается на выходе несовершенного поляризатора, а эллиптически поляризованный свет получается на выходе идеального поляризатора. Отсюда делаем вывод, что для этого одного поляризатора недостаточно: в обоих случаях при вращении его плоскости пропускания вокруг направления пучка интенсивность проходящего света не меняется ( при вращении поляризатора за один полный оборот 2 раза будет достигаться минимум и 2 раза минимум значения интенсивности света). На выходе поляризатора их нельзя будет отличить, так как мы имеем один и тот же характер изменения света.