Valna optika

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.

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:

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

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:

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

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:

Uvjet konstruktivne interferencije (svijetlih pruga, maksimuma) opisan je izrazom: