Словарь и короткий справочник физической терминологии (стр. 16 )

в. результирующее коле­бание в каждой точке представляет собой геом. сумму колебаний, соот­ветствующих каждой из складываю­щихся волн. Этот т. н. суперпозиции принцип соблюдается обычно с боль­шой точностью и нарушается только при распространении волн в к.-л. среде, если амплитуда (интенсив­ность) волн очень велика (см. Не­линейная оптика, Нелинейная аку­стика). И. в. возможна, если они когерентны (см. Когерентность).

Простейший случай И. в.— сложе­ние двух гармонических волн одина­ковой частоты при совпадении нап­равления (поляризации) колебаний в складывающихся волнах. В этом слу­чае амплитуда А результирующей вол­ны в к.-л. точке пр-ва равна:

A = √(A21+A22+2A1A2cosφ) ,

где а1 и А2— амплитуды складываю­щихся волн, а φ — разность фаз между ними в рассматриваемой точке. Если волны когерентны, то разность фаз φ остаётся неизменной в данной точке, но может изменяться от точки к точке и в пространстве получается нек-рое распределение амплитуд результирую­щей волны с чередующимися макси­мумами и минимумами. Если ампли­туды складывающихся волн одинако­вы: A1=A2, то макс. амплитуда равна удвоенной амплитуде каждой волны, а минимальная равна нулю. Геом. места равной разности фаз, в частности соот­ветствующей максимумам или мини­мумам, представляют собой поверх­ности, зависящие от св-в и расположения источников, излучающих скла­дывающиеся волны. Напр., в случае двух точечных источников, излучаю­щих сферич. волны, эти поверхности — гиперболоиды вращения.

Другой важный случай И. в.— сложение двух плоских волн одина­ковой частоты, распространяющихся в противоположных направлениях (напр., прямой и отражённой), при­водящее к образованию стоячих волн,

При И, в. происходит также пере­распределение потока энергии волны в пр-ве. Характерное для И. в. рас­пределение амплитуд с чередующими­ся максимумами и минимумами оста­ётся неподвижным в пр-ве (или пере­мещается столь медленно, что за вре­мя, необходимое для наблюдений, мак­симумы и минимумы не успевают сме­ститься на величину, сравнимую с рас­стоянием между ними), и его можно наблюдать только в случае, если вол­ны когерентны. Если волны не коге­рентны, то разность фаз φ быстро и бес­порядочно изменяется, принимая все возможные значения, так что cos φ=0. В этом случае ср. значение амплитуды результирующей волны оказывается одинаковым в разл. точках, макси­мумы и минимумы размываются и интерференц. картина исчезает. Ср. ква­драт результирующей амплитуды при этом равен сумме ср. квадратов ам­плитуд складывающихся волн, т. е. при сложении волн происходит сло­жение потоков энергии или интенсивностей.

в. используется, напр., для создания в радиотехнике и аку­стике сложных антенн, в к-рых нужные св-ва направленности получают за счёт И. в. от различных «эле­ментарных» излучателей. Особенно большое значение И. в. имеет в оптике (см. Интерференция света). И. в. ле­жит в основе оптич. и акустич. голо­графии. Поскольку между длиной волны, разностью хода интерферирую­щих лучей и расположением максиму­мов и минимумов существует вполне определ. связь, можно, зная разности хода интерферирующих волн, по рас­положению максимумов и минимумов определить длину волны, и наоборот, зная длину волны, по расположению максимумов и минимумов определять разность хода лучей, т. е. измерять расстояния. И. в. используется в оптич. интерферометрах, радиоин­терферометрах, интерференц. радио­дальномерах и т. д.

• , Колебания и волны, 2 изд., М., 1959; П е й н Г., Физика колеба­ний и волн, пер. с англ., М., 1979.

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ ПОЛЯРИЗО­ВАННЫХ ЛУЧЕЙ света, явление, возникающее при сложении когерент­ных поляризованных световых коле­баний (см. Поляризация света). Наи­больший контраст интерференцион­ной картины наблюдается при сло­жении колебаний одного вида поляри­зации (линейных, круговых, эллип­тических) с совпадающими азимута-

ми. Ортогональные колебания не ин­терферируют. Так, при сложении двух линейно поляризованных взаимно перпендикулярных колебаний в общем случае возникает эллиптически по­ляризованное колебание, интенсив­ность к-рого равна сумме интенсивностей исходных колебаний.

И. п. л. можно наблюдать, напр., при прохождении линейно поляризо­ванного света через анизотропные среды. Попадая в такую среду, луч разделяется на два когерентных, по­ляризованных во взаимно перпендику­лярных плоскостях луча, имеющих разные скорости распространения, вследствие чего между ними возникает разность фаз, зависящая от расстоя­ния, пройденного ими в в-ве. Если повернуть плоскость поляризации од­ного из лучей до совпадения с пло­скостью поляризации другого луча или выделить из обоих лучей ком­поненты с одинаковым направлением колебаний, то такие лучи будут ин­терферировать.

Схема наблюдения И. п. л. в парал­лельных лучах показана на рис. 1,а. Пучок параллельных лучей выходит из поляризатора n1 линейно поляризо­ванным в направлении N1N1. В пла­стинке К, вырезанной из двоякопреломляющего одноосного кристалла па­раллельно его оптич. оси ОО и рас­положенной перпендикулярно пада­ющим лучам, происходит разделение

луча на составляющую Ае (рис. 1, б) с колебаниями параллельно ОО (не­обыкновенный луч) и составляющую А0 с колебаниями перпендикулярно ОО (обыкновенный луч). Для повы­шения контраста интерференц. кар­тины угол между N1 и А0 устанавлива­ют равным 45°, благодаря чему ампли­туды колебаний Ае и А0 равны.

Показатели преломления материала пластинки К для этих двух лучей (nе и n0) различны, а следовательно, различны скорости их распростране­ния в К, вследствие чего эти лучи, распространяясь по одному направле­нию, приобретают разность хода. Раз­ность фаз δ их колебаний при выходе

из  К равна: δ=2πl/λ (n0-ne), где l — толщина К, λ — длина волны падаю­щего света. Анализатор N2 пропуска­ет из каждого луча только слагающую с колебаниями в плоскости его гл. сечения N2N2. Если N1⊥N2 (оптич. оси анализатора и поляризатора скре­щены), амплитуды слагающих a1 и А2 равны, а разность фаз Δ=δ+π. Лучи

223

когерентны и интерферируют между собой. В зависимости от величины Δ на к.-л. участке пластинки К на­блюдатель видит этот участок тём­ным [Δ=(2k+1)π, k — целое число] или светлым (Δ=2kπ) в монохроматич. свете и окрашенным — в белом (хроматическая поляри­зация). Если пластинка К неодно­родна по толщине или по показателю преломления, её участки, в к-рых

Рис. 2. Схема для наблюдения хроматич. по­ляризации в сходящихся лучах: N1 — поля­ризатор; N2 — анализатор; К — пластинка толщиной l, вырезанная из одноосного двулучепреломляющего кристалла перпенди­кулярно его оптич. оси; L1, L2 — линзы.

эти параметры одинаковы, видны со­ответственно одинаково тёмными или светлыми или одинаково окрашенны­ми. Линии одинаковой цветности наз. изохромами.

п. л. в сходящихся лучах показан на рис. 2. Сходящийся плоскополяризов. пучок лучей из лин­зы l1 падает на пластинку, вырезан­ную из одноосного кристалла перпен­дикулярно его оптич. оси. При этом лучи разного наклона проходят раз­ные пути в пластинке, а необыкновен­ный и обыкновенный лучи приобретают

разность хода Δ=(2πl/λcosψ)(n0-ne), где ψ — угол между направлением распространения обоих лучей и нор­малью к поверхности кристалла. Интерференц. картина для этого случая дана на рис. 3,а. Точки, соответствую­щие одинаковым разностям фаз, рас­положены по концентрич. окружно­стям (тёмным или светлым, в зависимо­сти от Δ).

Рис.  3.  Интерференция поляризов.  лучей в сходящихся лучах  при  N1⊥N2 для одноос­ного  двулучепреломляющего  кристалла: а — срез перпендикулярен оптич.  оси;  б — срез параллелен оптич. оси.