Extras din laborator

1. Scopul lucrarii

Studiul interferentei luminii, determinarea lungimii de unda a unei radiatii luminoase cvasimonocromatice.

2. Teoria lucrarii

Fenomenul de interferenta consta în suprapunerea a doua sau mai multe unde coerente.

În optica, acesta se materializeaza prin aparitia unui sistem de franje luminoase si întunecate.

Sa consideram doua unde electromagnetice, monocromatice, plane, caracterizate prin aceeasi frecventa unghiulara É si acelasi vector de unda k = 2À/».Intensitatile cîmpului electric al celor doua unde variaza în timp si spatiu conform relatiilor:

....

unde E01 si E02 sînt amplitudinile constante, iar .. si .. sînt fazele undelor.

Daca diferenta de faza ”Õ = Õ2 Õ1 ramâne constanta în timp se spune ca undele sînt coerente. Ca rezultat al suprapunerii celor doua unde se obtine o unda rezultanta caracterizata prin intensitatea cîmpului electric:

....

Din teoria electromagnetismului se stie ca intensitatea I a unei unde, masurata eventual în W/m2, este proportionala cu patratul amplitudinii intensitatii cîmpului electric. Rezulta ca intensitatea undei rezultante va fi:

....

Termenul 2E01E02 cos(k”r + ”Õ) din relatia (3) se numeste termen de interferenta. Existenta sa face ca intensitatea observata sa ia valori cuprinse între o valoare minima:

....

si o valoare maxima:

....

În practica, pentru ca diferenta de faza k”r + ”Õ0 sa ramîna constanta în timp, este necesar ca iluminarea surselor S1 si S2 sa provina de la o sursa unica, S0. În caz contrar, întrun interval de timp egal cu durata de observare, sînt emise foarte multe trenuri de unde de catre sursele S1 si S2, astfel încît diferenta de faza ia toate valorile posibile, anulînd, în medie, termenul de interferenta.

Una dintre cele mai vechi demonstratii ale faptului ca lumina poate produce efecte de interferenta a fost facuta în 1800 de catre savantul englez Thomas Young.

Dispozitivul lui Young este prezentat în figura 1.

Lumina monocromatica, provenind de la fanta îngusta S0 este împartita în doua cu ajutorul unui ecran în care sînt practicate doua fante dreptunghiulare, înguste, foarte apropiate, S1 si S2. Conform principiului lui Huygens, de la fanta S0 pornesc unde cilindrice, care ajung la fantele S1 si S2în acelasi timp. Apoi, de la fiecare fanta, va porni cîte un tren de unde Huygens; deci fantele se comporta ca surse coerente.