Принцип суперпозиции световых волн

Световая волна – электромагнитная волна. Поэтому в основе волновой оптики лежат уравнения Максвелла и вытекающие из них соотношения для электромагнитных волн.

Абсолютным показателем преломления среды называется величина , равная отношению скорости электромагнитных волн в вакууме  к их фазовой скорости  в данной среде

,

где  диэлектрическая и магнитная проницаемости среды.

Для большинства прозрачных тел , поэтому .

Среду с большим показателем преломления называют оптически более плотной, а среду с меньшим показателем преломления – оптически менее плотной.

Одним из основных принципов волновой оптики является принцип Гюйгенса. В чем его суть.

В геометрической оптике считается, что световая волна, падая на преграду с отверстием, не может проникнуть в область геометрической тени, созданной этой преградой. В действительности световая волна распространяется по всем направлениям, проникая в область геометрической тени, причем это проникновение тем больше, чем меньше размеры отверстия. Поведение света за преградой и объяснил Гюйгенс с помощью своего принципа: каждая точка пространства, до которой доходит световая волна, служит источником вторичных сферических волн, огибающая этих волн дает положение фронта волны в следующий момент времени. Построив огибающую вторичных волн, можно убедиться, что за отверстием волна проникает в область геометрической тени.

Вектор называют световым вектором, т.к. физиологическое, фотохимическое, фотоэлектрическое и другие действия света вызываются колебаниями именно электрического вектора.

Колебания светового вектора в случае плоской волны описываются уравнением:

                              ,          (9.4)

где  – амплитуда колебаний светового вектора; – волновой вектор, – волновое число, – скорость света в среде.

В волновой оптике справедлив принцип суперпозиции световых волн.

Если световой поток создается несколькими источниками, излучающими волны , то колебания светового вектора в области их наложения описываются уравнением

                             .                                   (9.5)

(9.5) – принцип суперпозиции световых волн.

Монохроматическая волна – световая волна определённой частоты.

Когерентность – согласованное протекание во времени и пространстве нескольких колебательных или волновых процессов.

Когерентными называются монохроматические волны, которые имеют постоянную во времени в каждой точке пространства разность фаз. При наложении двух (или нескольких) когерентных световых волн с одинаковым направлением колебаний вектора  происходит пространственное перераспределение светового потока, в результате чего в одних местах возникают максимумы интенсивности (усиление света), а в других – минимумы интенсивности (ослабление света). Это явление называется интерференцией света.