Номер 3, страница 141 - гдз по физике 9 класс учебник Изергин

Глава IV. Электромагнитные колебания и волны. § 29*. Интерференция света - номер 3, страница 141.

Условие.

3. Какие источники света называют когерентными?

Решение.

Когерентными называют такие источники света, которые излучают волны с одинаковой частотой и с постоянной во времени разностью фаз. Понятие когерентности (от лат. cohaerens — «находящийся в связи») означает согласованное протекание во времени и пространстве нескольких колебательных или волновых процессов.

Для того чтобы волны от двух или более источников были когерентными, необходимо выполнение следующих условий:

1. Монохроматичность: Волны должны иметь одинаковую частоту $ \nu $ (и, следовательно, одинаковую длину волны $ \lambda $ в данной среде). Идеально монохроматический свет состоит из волн строго одной частоты.

2. Постоянство разности фаз: Разность фаз $ \Delta \phi $ между колебаниями, создаваемыми источниками в любой точке пространства, должна быть постоянной во времени ($ \Delta \phi = const $).

Соблюдение этих условий является ключевым для наблюдения устойчивой интерференционной картины. Когда когерентные волны накладываются друг на друга, в одних точках пространства они усиливают друг друга (конструктивная интерференция), а в других — ослабляют (деструктивная интерференция). Поскольку разность фаз постоянна, создаваемое распределение максимумов и минимумов интенсивности света не изменяется со временем. Если бы источники были некогерентными, разность фаз менялась бы хаотично, и чёткая интерференционная картина не наблюдалась бы.

Примером источника, излучающего когерентный свет, является лазер. В отличие от него, традиционные тепловые источники света, такие как лампа накаливания, пламя свечи или Солнце, являются некогерентными. В них свет излучается большим числом независимо друг от друга возбужденных атомов, поэтому фазы и частоты испускаемых волн случайны.

На практике когерентные источники света часто создают искусственно, разделяя пучок света от одного источника на два или более. Например, в опыте Юнга свет от одного источника пропускается через две близко расположенные щели, которые и становятся когерентными источниками вторичных волн.

Ответ: Когерентными называют источники света, которые излучают волны одинаковой частоты и с постоянной во времени разностью фаз.