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. Rubovi te pukotine predstavljaju izvore koherentnih valova. 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:

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

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

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

Zadatci s državne mature vezani uz gradivo: Valna optika

Spektar EM zračenja Polarizacija