I. Теоретическое введение. При наложении двух или более световых пучков друг на друга наблюдается усиление света в одних точках пространства и ослабление в других

При наложении двух или более световых пучков друг на друга наблюдается усиление света в одних точках пространства и ослабление в других. Это явление называется интерференцией света. Устойчивую интерференционную картину могут давать только когерентные волны, т.е. такие, которые имеют одинаковую частоту и постоянную разность фаз. Для получения контрастной интерференционной картины необходимо также, чтобы их интенсивности были соизмеримы и плоскости колебаний вектора напряженности электрического поля совпадали.

Один из методов получения когерентных волн основан на разделении на две части волны, излучаемой одним источником. Эти волны до попадания в заданную точку пространства проходят различные расстояния (или одинаковые расстояния в средах с различными показателями преломления). Между ними возникает постоянная разность фаз, вследствие чего получается интерференционная картина.

Если разность фаз в данной точке пространства равна , где m -целое число, то в этом месте происходит усиление колебаний (максимум освещенности), если же разность фаз равна (2m+1)π, то будет наблюдаться ослабление колебаний (минимум освещенности).

Оптическая разность хода ∆ связана с разностью фаз соотношением

. (1)

Зная условия максимумов и минимумов для , с помощью формулы (1) можно получить условия максимума и минимума для оптической разности хода Δ:

max: (2)

min: (3)

где - длина волны интерферирующего света, m = 0, 1, 2, 3 –порядок полосы светлой (темной) полосы интерференции.

Следует отметить, что интерференция будет наблюдаться, если оптическая разность хода не превышает длину когерентности излучения. Длина когерентности есть такая предельная оптическая разность хода, при которой разность фаз при наложении двух волн изменяется не случайно с течением времени. С увеличением номера полосы "m" разность хода растет и при достижении ее величины длины когерентности интерференционная картина исчезает. В качестве примера укажем, что длина когерентности l_к для нелазерных источников света представляет величину порядка 1 мм и меньше. В случае лазерных источников l_к достигает нескольких сантиметров и выше, вплоть до десятков метров.