Почему интерференцию света на практике (то есть в быту), как правило, мы не видим
Да потому что формула эта
da=l*lambda/d
(где da – расстояние между ближайшими максимумами (или минимумами) на интерференционной тут картине (ИК-картине),
l – расстояние от дифракционной решётки (ДР) до экрана (на котором получаем ИК-картину)
lambda – длина волны света, для которого получаем ИК-картину
d – период ДР)
о чём нам говорит? Что, чем примитивнее у нас решётка
(2 отверстия на расстоянии 5 мм, например.
(ибо такую, если постараться, мы и "на коленке" можем сделать. Но если есть у нас линейка.)
А значит, для неё d=5 мм (А2-)), то расстояние между максимумами ближайшими (для видимого света, с волны длиною например lambda=500 нм (примерно это цвет зелёно-голубой)) на ИК-картине получится какое?
(при расстоянии до экрана от решётки l=1м
(и больше это расстояние брать нельзя, т.к. чем дальше от решётки тут экран, тем больше будет рассеяние света
(то есть уменьшение плотности мощности света.
И даже, ввиду рассеивающих свойств атмосферы, для плоской тут волны
(за исключением лазера, конечно. Ведь лазер изначально излучает плоскую волну.
(но сосредоточенную в узком тут канале и практически нерассеиваемую волну.
(Но так лишь только для лазера идеального будет.
Ведь понятно же, что только он:
1)сугубо монохроматичен; 2)сугубо монополяризован.
Ну а реальный лазер – тем менее соответствует требованиям этим, чем меньше качество его.)
А именно потому, что все атомы в нём, лазере, излучают:
1)одновременно, а значит и синфазные волны;
2)с одинаковой частотой;
3)с одинаковой поляризацией;
Но и
4)в одинаковом направленьи),
а не только для волны с фронтом волновым как сфера (или как цилиндр)),
а значит, и интенсивность максимумов на ИК-картине при удалении от оптической оси её
(для обычного света точно, ну а для лазера – тем быстрее, чем меньше качество его.
(Которое может выражаться в чём?
Например, не в идеальной монохроматичности его (а точнее, света, получаемого с помощью него.)
И как нам тогда измерить уровень немонохроматичности его?
Или другой тут вариант: лазер испускает неидеально поляризованный свет.
Какие тут, у Вас, читатель, предложения для измерения степени неидеальности (лазера)этой?)
)
будет постепенно уменьшаться.
(и, кстати, это же, то есть рассеяние световой волны от источника при удаленьи
(и не только для обычного источника света(то есть нагретого тела), но и для реального лазера тоже),
является причиной, почему ширина и дифракции зоны, в зоне геометрической тени от преграды, небесконечна тоже, как и ширина любой картины интерференционной.)
Так всё-таки возвращаемся мы к первоначальному вопросу:
Так вот при этих-то условьях, которые заданы в начале самом (d= 5 мм, ; = 500 нм, l=1 м) расстояние между максимумами ближайшими на ИК-картине будет тут какое? Вычисление по формуле (1) нам сразу же даёт ответ: ;a = 0,1 мм. Отсюда спрашивается: так способны мы ли будем увидеть невооруженным глазом с таким вот разрешением ИК-картину?
(И как же нам на этот вот вопрос ответить?
Согласно справочным данным, минимальный угол разрешенья для человеческого глаза, alfa(Г)=0,02 градусов. А согласно определению его, этого понятья:
h(П)/2=l(Г,П)*tg (alfa(Г)/2),
где l(Г,П) – расстояние от глаза Г до предемета П,
h(П) – максимальный размер предмета, который видит глаз как точку.
Решая это уравнение относительно h(П), мы получим:
h(П)= 2* l(Г,П)*tg (alfa(Г)/2)
Но для вычисления нужен нам ответ на этот вот вопрос: l(Г,П)=?
Причём минимальное это расстояние, поскольку мы хотим тут получить минимальное (линейное) разрешение, а именно, h(П)
И казалось бы, ничего не ограничивает его, l(Г,П). Но, если мы тут вспомним, что аккомодации глаза механизм, то есть подстройка фокусного расстояния глаза под расстояние до предмета, ограничения имеет, и даже для нормального состояния этого механизма
(то при отсутствующей близорукости иль дальнозоркости, то есть нарушений аккомодации глаза)
А именно, минимальное значение l(Г,П)=25 см.
Откуда мы и получаем: минимальное h(П)=0,07 мм.
Что вроде бы и меньше требуемого (для данного случая) h(П)=0,1 мм
Но отсюда вывод: возможности глаза тут будут явно на пределе. Ведь угловое разрешение зависит также и от интенсивности освещенья: чем она меньше, тем больше угловое разрешение (а на самом деле – минимальный угол разрешенья, то есть при уменьшении относительно которого угла зренья на предмет – наступает ситуация неразрешенья.
И этот угол, нам понятно, от размера зрительных клеток (колбочек и палочек) тут зависит. Ибо их размер и определяет размер тех пикселов изображения, получаемого от сетчатки глаза.)
Поэтому нам теперь понятно, почему полезно для надёжного получения ИК-картины дифракционную решётку (ДР) профессиональную применять. Ведь для неё:
1)da тут будет существенно больше, чем для ДР простейшей. И тем больше, чем меньше будет d(ДР) (см. тут формулу опять вот эту da=l*lambda/d )
2)интенсивность максимумов на ИК-картине будет больше, чем меньше d(ДР)
Поэтому в итоге тут ИК-картина всяко лучше наблюдаемой будет.
Примечания:
-А2:
И еще вопрос тут ведь еще и в чём? Что даже для ДР с отверстием одним, а также и для её тут антипода (то есть одиночной тут преграды) мы также будем ИК-картину получать.
Ведь даже при наличии всего одной преграды
(и причём не конечной только , но также и бесконечной (то есть полуплоскостной), а также и её тут антипода.
(которого для полубесконечной (преграды) просто нет, ну а для конечной это будет конечное отверстие (или щель), но не точечных вовсе тут размеров
(как для ДР решётки мы считаем.
И это приблизительно верно, то только лишь в случае том, если размер отверстия (А3-) хотя б примерно равен длине волны того света, для которого мы ИК-картину получаем. Ведь при этом мы условьи ИК-картину, получаемую на этом вот (прозрачном) интервале ДР-решётки мы (как бы) не заметим. Но для выполнения этого условья нам надо бы научиться делать тут решетки, с периодом менее 0,1 мкм (то есть на 1 мм решетки – 10000 отверстий)
Что сомнительно весьма.
(хотя, если применять тут лазерные технологии создания ДР-решётки
(которые и применяются при записи лазерного диска, который и является отражательной ДР-решёткой, но неудобен нам по форме, а именно потому, что она круглый. Ведь ДР-решётка (для моделирования) лучше, если она прямоугольна))
-А3:
Поэтому намного проще (и даже очевидней) периодом решётки считать расстояние между центрами ближайших тут отверстий в ней. Ведь при этом мы по умолчанью как бы считаем отверстий тут размеры равными 0.
И подавно они равны 0 тут будут, ежели решётки той период будет 0,1 мкм.(ведь они ж периода явно меньше) Ибо предел линейного разрешения человеческого глаза всего лишь 0,07 мм. (и не меньше!)
PS:
Но, к счастью, сейчас есть единственный способ интерференцию света в быту нам наблюдать. Для этого нам диск лазерный нужно взять, и повернуть его ту поверхность, где на нём есть запись, на источник какой-нибудь света, и немного повращать его (а точней, прецессию его тут сделать. То есть двигая ось вращения его по поверхности некоторого конуса, выбранного Вами.)
И, делая такое, при некотором положении Вашего лазерного диска Вы на нём увидите чудо! Которое Вам радугу напомнит.
(и Вам так повезло тут потому, что лазерный диск, вот так тут получилось, дифракционнная решётка тоже! Но не пропусктельная вовсе (к которым все привыкли, а дальше и не с места!), а отражательнная точно.)
Но получите Вы такое лишь тогда, когда в качестве света использовать будете белый свет. Ведь именно он, скажу Вам "по секрету", и представляет из себя равномерное смешение света всех видимых цветов. Поэтому и интерференционная картина получается для него как наложение всех возникающих тут монохроматичных тут ИК-картин.
В итоге мы и видим всего лишь спектр белого света, который максимумы 1-го порядка нам изображают (в основном), для этого всего (многоликого) множества ИК-картин. Ну а максимум 0-го тут порядка - конечно белый будет.
Вопрос читателю: а почему?
Подсказка: формулу см. вот эту:
amaxk=l*lambda*k/d, где k - порядок максимума.