Prof. Elena Rducanu, Colegiul Naional Bnean,TimioaraInterferena luminii

Ce este interferena luminii?este fenomenul de suprapunere ntr-o zon a unui mediu, a dou sau mai multe unde electromagnetice cu aceeai frecven din spectrul vizibilDeoarece dintre cele dou componente electric i magnetic ale undei electromagnetice , efectul componentei magnetice este nesemnificativ asupra senzaiei vizuale, se consider exclusiv influena componentei electrice EMUndele de aceeai amplitudine emise de sursele S1 i S2 au ecuaiile:

Intensitatea unei electromagneticeunda electromagnetic se propag cu viteza v n intervalul de timp t prin suprafaa de arie S aezat perpendicular pe direcia de propagareenergia transportat de und:W = w VUnde, w = E2 -densitatea volumic de energie a undei i V = Svt - volumulViteza undelor electromagnetice este:Intensitatea undei:Dar valoarea medie pe o perioad a funciei sin2() este ,atunci se obine:Adic intensitatea undei electromagnetice este proporional cu ptratul amplitudinii intensitii cmpului electric

Prof. Elena Rducanu, Colegiul Naional Bnean,TimioaraAmplitudinea undei rezultanteAmplitudinea undei este:Condiia de interferen:

S1S2

S1S2

Franje de interferenIntensitatea luminoas I, ntr-un punct de interferen, este proporional cu ptratul amplitudinii undei rezultante:Interferen conctructiv franje luminoase Condiia de maxim de iluminare: r = r2 r1 diferena de drum Punctele din zona de interferen pentru care diferena de drum este un multiplu par de semiunde se afl pe o franj luminoasInterferen distructiv franje ntunecoase Condiia de minim de iluminare: Punctele din zona de interferen pentru care diferena de drum este un multiplu impar de semiunde se afl pe o franj ntunecoask = 0, 1, 2, 3, ,

Franje luminoase i ntunecoase

Interferena nelocalizat -dispozitivul lui YoungS1S2r1r2Ssursa de lumin S paravan cu dou fante care constituie dou surse punctiforme de lumin S1i S2 care sunt n faz, deoarece provin din acelai front de undfasciculele provenite de la sursele coerente, S1i S2, se suprapun pe un ecran, producnd franje de interferenP

Simulri cu dispozitivul Young

Poziia maximelor i minimelor pe ecranS1rS22lDr1r2xOPO1Dac distana 2l ntre sursele S1 i S2 i distana x pe ecran sunt mici fa de distana D de la surse la ecran, atunci din triunghiurile S1S2M i O1OP se obine:Mde unde:franje luminoase: r = kfranje ntunecoase:k = 0, 1, 2, 3, ,

Interfranja Interfranja este distana dintre dou maxime, sau dou minime, consecutivei = xk+1(l) xk(l) = xk+1() xk() Dependena interfranjei de distana 2l dintre sursele S1 i S2Dependena interfranjei de lungimea de und a radiaiei

Interferena localizat lama cu fee plan paraleleUn fascicul de lumin poate fi divizat, n dou fascicule coerente, cu una sau mai multe suprafee reflecttoare, de pe care o parte din lumin se reflect, iar alt parte se transmite.Mersul razelor de lumin ntr-o lam plan paralelABCDMirSFigura de interferen este localizat n planul focal al lentilei sau n absena acesteia franjele de interferen sunt localizate la infinit.EF

Maximele i minimele de intensitateDiferena de drum optic, dintre razele SABCF i SAE este:iarfranje luminoase: = kfranje ntunecoase:Franjele luminoase i ntunecoase depind de valoarea unghiului de inciden de aceea se numesc franje de egal nclinareLa inciden normal : i = 0, r = 0

Culorile lamelor subiriDac lumina incident este alb condiiile de maxime, sau minime,de interferen vor fi ndeplinite, pentru un unghi de inciden, i,dat, numai de anumite radiaii de o anumit culoare, fapt ce face ca lama s apar irizat ntr-o anume culoare.http://www.youtube.com/watch?v=2JvZ5qOx55w Irizarea petelor de ulei pe apIrizarea baloanelor de spun

Irizarea norilorIrizarea sidefului

Pana opticPana optic este o pelicul de grosime variabil, delimitat de dou fee plane care fac un unghi < 5Mersul razei de lumin prin pana opticSBCADEn urma reflexiilor i refraciilor provenite de la raza incident SA,pe cele dou fee ale lamei, se obin razele AD i CE, care sunt coerente datorit originii lor comunse formeaz franje de interferen virtuale, localizate ntr-un plan perpendicular pe planul de inciden

Interfranja dac fasciculul incident este perpendicular pe faa superioar a penei, innd cont c unghiul este foarte mic, planul de localizare a franjelor se va afla n interiorul penei, pe suprafeele acesteia adic franjele sunt localizate.starea de interferen ntr-un punct de pe lam este determinat de grosimea lamei n acel punct (franje de egal grosime)dk+1dkipentru maximul de ordinul k:pentru maximul de ordinul k + 1:iar din figurInterfranja se obine:

Inelele lui Newton o lentil plan-convex cu distana focal mare se aeaz cu faa curb pe o plac de sticl planntre lentil i plac se formeaz o pan de aer subire, de grosime variabildac lentila este iluminat la inciden normal, cu radiaii monocromatice, se observ franje circulare, numite inelele lui Newton, cu centrele n punctul de contact ntre lentil i plac http://www.youtube.com/watch?v=IzI0oo7KSUo

Interferometru Dac se utilizeaz lumin alb inelele de interferen sunt colorate