Реальные источники света. Понятие когерентности. Когерентность волн. Явление интерференции.

Напомним, что излучение реальных источников складывается из излучения большого числа отдельных атомов. За время каждый атом независимо от других высвечивает серию колебаний, называемых цугом (рис.1,а).

Два последовательных акта высвечивания атома никак не связанны друг с другом, поэтому, хотя частоты колебаний одинаковы, фазы колебаний будут случайны. Не смотря на то, что амплитуда колебаний в цуге не постоянна, мы, в целях упрощения, будем считать её неизменной, но учитывать, что начальная фаза колебаний может быть произвольна, то есть меняться случайным образом от цуга к цугу (рис 1,б). Излучение реального источника представляет собой суперпозицию излучений множества атомов, вообще говоря, не согласованных между собой. Рассмотрим плоскую волну, распространяющуюся вдоль оси Х. Зависимость вектора напряженности от координат и времени определяется выражением

.

Выражение, стоящее под знаком косинуса, называют фазой волны и обозначают , то есть

, ,

где - начальная фаза, то есть фаза, которую имеет волна в плоскости в момент начала наблюдений ().

Приёмники света (и наш глаз) реагируют на энергетические величины, пропорциональные интенсивности. В свою очередь, интенсивность света пропорциональна амплитуде колебаний, то есть

. (1)

Пусть в некоторой точке оси Х колебание представляет собой сумму двух линейно поляризованных колебаний и .

Найдём интенсивность результирующего колебания . После усреднения получим:

. (2)

Рассмотрим некоторые интересные случаи.