Номер 6, страница 169, часть 1 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

6. Почему не могут интерферировать лучи света, идущие от двух различных источников или даже от двух различных точек одного и того же источника?

Интерференция – это явление сложения в пространстве двух или более волн, при котором образуется постоянная во времени картина распределения амплитуды результирующих колебаний. Для наблюдения устойчивой интерференционной картины (чередующихся светлых и темных полос) необходимо, чтобы волны были когерентными.

Когерентность волн означает, что они должны иметь одинаковую частоту и постоянную во времени разность фаз. Именно нарушение этого ключевого условия не позволяет наблюдать интерференцию от двух независимых источников света.

Причина некогерентности заключается в самом механизме излучения света обычными источниками (например, лампой накаливания, Солнцем, пламенем свечи). Свет в таких источниках испускается огромным количеством атомов. Каждый атом излучает свет порциями (цугами волн) в течение очень короткого промежутка времени, около $10^{-8}$ с. При этом каждый акт излучения происходит независимо от других атомов, а фаза излучаемой волны является случайной.

Таким образом, если мы возьмем два различных источника света, то их излучение будет представлять собой совокупность волн от множества атомов, излучающих независимо и хаотично как в первом, так и во втором источнике. Разность фаз между волнами, приходящими в любую точку пространства от этих двух источников, будет беспорядочно и чрезвычайно быстро (с частотой порядка $10^8$ раз в секунду) изменяться.

То же самое относится и к двум различным точкам одного и того же источника. Даже если эти точки находятся очень близко друг к другу (например, на нити накала лампы), свет из них испускается разными группами атомов, которые действуют независимо. Следовательно, световые волны, исходящие от этих двух точек, также не будут когерентными.

В результате сложения таких некогерентных волн интерференционная картина в каждой точке пространства постоянно и хаотично меняется. Глаз или любой другой регистрирующий прибор из-за своей инертности не успевает отследить эти сверхбыстрые изменения и воспринимает лишь усредненную по времени интенсивность. Эта усредненная интенсивность оказывается просто суммой интенсивностей от каждого источника ($I_{общ} = I_1 + I_2$), что соответствует равномерному освещению без каких-либо полос.

Для получения устойчивой интерференционной картины используют специальные методы, позволяющие создать когерентные пучки света. Как правило, для этого свет от одного источника разделяют на два или более пучков (например, с помощью двух щелей в опыте Юнга), которые затем сводят вместе. Так как эти пучки порождены одним и тем же исходным пучком, они когерентны и могут создавать устойчивую интерференционную картину.

Ответ: Лучи света от двух различных источников или от двух различных точек одного и того же источника не могут создавать устойчивую интерференционную картину, потому что они не являются когерентными. Излучение света в обычных источниках происходит в результате независимых актов испускания волн отдельными атомами, из-за чего фаза волны от каждого источника (или точки источника) меняется случайным и непредсказуемым образом. В результате разность фаз между такими лучами в любой точке наблюдения постоянно и хаотически изменяется, что приводит к усреднению картины и созданию равномерной освещенности вместо интерференционных полос.