Когда два источника излучают синусоидальные волны одинаковой частоты, то в месте встречи возникает интерференционная картина. Однако если попытаться поставить такой же опыт с помощью двух независимых источников света, излучающих одинаковый свет, то никакой интерференционной картины не возникнет — в месте встречи обеих волн мы будем наблюдать просто суммирование интенсивностей света.

В 1675 г. Ньютон создал специальную установку «кольца Ньютона», что позволило ему наблюдать интерференцию, но он не нашел объяснения происхождению световых максимумов и минимумов.

 

Оптика. Интерференция света.

 

В 1801 г. Томас Юнг смог наблюдать интерференцию света при помощи установки:

 

Оптика. Интерференция света..

 

Яркий источник света С попадает в щель S. Когда световая волна огибает края этой щели, т.е. наблюдается явление дифракции, то освещает две узкие щели S1 и S2. По причине явления дифракции из обеих щелей выходят две волны, которые частично перекрывают друг друга. В этой области возникает интерференция, а на экране М видно систему интерференционных максимумов и минимумов, которые проявляются в виде полос. Томас Юнг пояснил происхождение этих полос как явление интерференции волн и вычислил длину волны, получив значение λ ≈ 5 · 10-7 м.

Кроме установки Юнга, разработан ряд других устройств, позволяющих увидеть возникновение интерференции света.

Если в установке Юнга убрать экран с щелью S, то источник света станет непосредственно освещать щели S1 и S2. При этом интерференционная картина исчезнет. Но убрав щель S, не меняется частотная характеристика света, и обе щели - S1 и S2 - пропускают световые волны с одинаковой частотой.

Видно, в случае, когда условие равенства частот достаточное для возникновения интерференции от сложения синусоидальных волн, а для световых волн этого условия недостаточно. Причина заключается в несинусоидальности световых волн, что в случае интерференции играет решающую роль.

При сложении некогерентных волн нет интерференции; средняя интенсивность волны в любой точке равна сумме интенсивностей слагаемых некогерентных волн.

Интерференционная картина возникает лишь в случае сложения когерентных световых волн. Это позволяет объяснить наличие в опыте Юнга щели S. В этой установке обе щели S1 и S2 лежат на одном фронте волны и возбуждаются одним общим цугом (рядом возмущений с перерывами между ними), исходящим из щели S. Поэтому из обеих щелей исходят световые волны с одинаковой фазой, т. е. когерентные волны, дающие на экране интерференционную картину.

Если же щель S убрать, то щели S1 и S2 будут возбуждаться разными цугами, которые берут свое начало из различных участков света. Волны, исходящие из обеих щелей, окажутся некогерентными, и интерференционная картина исчезнет.