ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ ВОЛН

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ ВОЛН — сложение в пространстве двух или нескольких волн, сопровождающееся в зависимости от соотношения фаз слагаемых волн чередующимися усилением или ослаблением результирующей волны. Явление И. в. свойственно волновым колебаниям любой природы (напр., электромагнитным, звуковым, колебаниям на поверхности жидкости и т. д.) и возможно только в том случае, когда суммируемые колебания когерентны (согласованы между собой), т. е. имеют одинаковую длину волны и неизменный сдвиг фаз в каждой суммируемой точке.

В простейшем случае при сложении двух когерентных гармонических (синусоидальных) волн с одинаковыми амплитудами (Е1=Е2=Е) и одинаковым направлением колебаний амплитуда суммарной волны (Ес) в конкретной точке пространства равна:

Ec = √(E1^2 + E2^2 + 2E1E2cosφ) = E√(2(1 + cosφ)),

где φ — разность фаз суммируемых колебаний в этой точке. Из приведенного выражения видно, что если cosφ = +1, φ = 2πn, где n = 0,1, 2..., то суммарная амплитуда равна 2Е; если cosφ = -1

[φ =π(2n+1), где n = 0, 1,2...],

то суммарная амплитуда равна 0. Т. о., для получения интерференционной картины необходимо сложить два когерентных колебания, разность фаз которых изменяется от точки к точке, оставаясь постоянной для каждой из этих точек. Эти условия выполняются, напр., при сложении монохроматических световых волн (см. Свет), отраженных от передней и задней поверхности прозрачной пленки переменной толщины. Суммируемые на передней поверхности волны будут иметь разность фаз, определяемую длиной пути, пройденного волной, отраженной от задней поверхности пленки (т. е. определяемую толщиной пленки). В местах пленки, для которых разность фаз имеет значения равные и близкие 2πn (где п — любое целое число), будут наблюдаться светлые полосы, а там, где разность фаз равна и близка π (2n +1), — темные полосы. При этом каждая конкретная полоса соответствует определенной толщине пленки.

На использовании явления И. в. основано действие интерферометров (см. Голография). С помощью этих приборов возможно изучение мягких тканей и внутренних органов, проведение локализации инородных тел, изучение микроструктуры и динамики процессов, определение геометрических параметров каких-либо биол, объектов и их изменений (напр., эритроцитов человека). Предпринимаются попытки создать офтальмол, оборудование для объективной диагностики нарушений зрения на основе интерферометрических методов, точность которых более чем в 100 раз превышает точность стереофотограмметрических методов.

Библиография: Кольер Р., Беркхарт К. и Лин Л. Оптическая голография, пер. с англ., М., 1973; Элементарный учебник физики, под ред. Г. С. Ландсберга, т. 3, М., 1972.

В. Верхотуров.