В законах Френеля Арьих три закона , которые обобщают некоторые из наиболее важных свойств интерференции между светом различных состояний поляризации . Огюстен-Жан Френель и Франсуа Араго открыли законы, носящие их имя.
Законы следующие: [1]
- Два ортогональных , когерентные линейно поляризованные волны не могут помешать.
- Две параллельные когерентные линейно поляризованные волны будут интерферировать так же, как и естественный свет .
- Два составляющих ортогональных линейно поляризованных состояния естественного света не могут мешать формированию легко наблюдаемой интерференционной картины, даже если повернуты для совмещения (потому что они некогерентны).
Это можно понять более ясно, рассматривая две волны, заданные формой а также , где жирным шрифтом обозначено, что релевантная величина является вектором , мешающим. Мы знаем, что интенсивность света пропорциональна квадрату электрического поля (на самом деле,, где угловые скобки обозначают среднее значение по времени), поэтому мы просто добавляем поля перед их возведением в квадрат. Обширная алгебра [2] дает интерференционный член в интенсивности результирующей волны, а именно:, где представляет собой разность фаз, возникающую из-за комбинированной длины пути и начальной разности фазовых углов.
Теперь видно, что если перпендикулярно (как и в случае первого закона Френеля – Араго), и нет никаких помех. С другой стороны, если параллельно (как и в случае второго закона Френеля-Араго) интерференционный член приводит к изменению интенсивности света, соответствующему . Наконец, если естественный свет разлагается на ортогональные линейные поляризации (как в третьем законе Френеля-Араго), эти состояния некогерентны, что означает, что разность фаз будет колебаться так быстро и беспорядочно, что после усреднения по времени у нас будет , так что еще раз и нет никаких помех (даже если повернут так, чтобы он был параллелен ).
Рекомендации
- ^ Мир физики; http://scienceworld.wolfram.com/physics/Fresnel-AragoLaws.html
- ^ Оптика, Hecht, 4-е издание, стр. 386-7