Valna optika

Interferencija svjetlosti

Svjetlost je transverzalni val. Da bi došlo do interferencije svjetlosti izvori moraju biti koherentni. Ovisno o razlici u hodu \(\Delta x\) i fazi \(\Delta \varphi\) razlikujemo konstruktivnu i destruktivnu interferenciju svjetlosti.

Youngov pokus

Youngovim pokusom opisujemo interferenciju svjetlosti na dvije vrlo uske pukotine. Kada svjetlost upada na pukotine one postaju izvori koherentnih valova. Ovisno o interferenciji valova iz tih izvora na zastoru primjećujemo svijetle ili tamne pruge. Svijetle pruge nastaju konstruktivnom, a tamne destruktivnom interferencijom svjetlosti.

Udaljenost između pukotina označavamo slovom \(d\), a njihovu udaljenost od zastora slovom \(a\). Broj maksimuma koji promatramo označavamo slovom \(k\), a kut \(\alpha _k\) zatvara pripadna zraka svjetlosti s okomicom na zastor. Uvjet konstruktivne interferencije je da razlika u hodu bude jednaka cijelom broju valnih duljina. Vrijedi:

\( d \sin{\alpha _k} = k \lambda \)

Udaljenost dvije susjedne svijetle ili tamne pruge označavamo slovom \(s\) i vrijedi:

\( \lambda = \frac{sd}{a} \)

Ogib

Ogib ili difrakcija je pojava do koje dolazi nailaskom svjetlosti na pukotinu širine \(d\) koja je usporediva s valnom duljinom upadne svjetlosti. Svaka točka valne fronte koja prolazi pukotinom postaje izvor novoga vala. Ti su izvori koherentni, a slika koja nastaje posljedica je interferencije valova iz tih izvora.

Do destruktivne interferencije (tamne pruge, minimum) pri ogibu dolazi kada vrijedi:

\( d \sin{\alpha_k} = k \lambda \)

Uvjet konstruktivne interferencije (svijetle pruge, maksimum) opisan je izrazom:

\( d \sin{\alpha_k} = (2k + 1) \frac{\lambda}{2} \)

Optička rešetka

Optička rešetka je optički instrument čiji se efekt zasniva na pojavi ogiba i interferencije svjetlosti. Ona se sastoji od niza pukotina \(N\) na nekoj duljini \(l\). Konstantu optičke rešetke \(d\) definiramo kao omjer tih dviju veličina i računamo po formuli:

\( d = \frac{l}{N} \)