Большая Советская Энциклопедия (ИН) - Большая Советская Энциклопедия "БСЭ" - Страница 182

Интерференционный светофильтр

Интерференцио'нный светофи'льтр,светофильтр , действие которого основано на явлении интерференции света в тонких плёнках.

Интерференция (в биологии)

Интерфере'нция (от лат. inter — взаимно, между собой и ferio — ударяю, поражаю), 1) в биологии — влияние перекреста (кроссинговера ) гомологичных хромосом в одном участке на появление новых перекрестов в близлежащих к нему участках. Чаще этот вид И. препятствует возникновению нового перекреста в соседнем участке, поэтому в опытах процент двойных кроссоверных особей, как правило, оказывается ниже теоретически ожидаемого. Особенно сильно И. подавляет двойной кроссинговер при малых расстояниях между генами . 2) В медицине И. вирусов — подавление действия одного вируса другим при смешанной инфекции. При этом первый вирус именуется интерферирующим, а второй — претендующим.

Интерференция радиоволн

Интерфере'нция радиово'лн играет существенную роль в процессах излучения и распространения радиоволн. При излучении радиоволн сложными антенными устройствами, состоящими из нескольких излучателей (вибраторов или щелей, см. Антенна ), радиоволны от отдельных излучателей интерферируют между собой (см. Интерференция волн). Амплитуда результирующей волны в разных направлениях оказывается различной, что и определяет диаграмму направленности антенны. Например, в результате И. р. от двух вибраторов B1 и B2 , разнесённых на расстояние, равное нескольким длинам волн и питаемых токами одинаковой амплитуды, фазы и частоты, получается многолепестковая диаграмма направленности (рис. 1 ). В максимумах диаграммы фазы волн от отдельных излучателей совпадают, а амплитуды электрического и магнитного полей E1 , H1 складываются: E = 2E1 , Н = 2H1. Поток энергии в направлении максимумов пропорционален произведению 2E1 ×2H1 , т. е. в 4 раза больше, чем для излучения каждого вибратора в отсутствии другого. Зато в направлении минимумов два вибратора вместе вообще не излучают, так как в этих направлениях суммарное поле равно нулю: Е = 0 и Н = 0. Варьируя число вибраторов и расстояние между ними, можно создавать антенны с заданной диаграммой направленности. См. Излучение и приём радиоволн .

  При распространении радиоволн И. р. возникает прежде всего из-за их отражения от поверхности Земли, в результате чего в каждую точку над Землёй приходят 2 волны — пришедшая прямо и отражённая, интерферирующие друг с другом (рис. 2 ). В связи с этим на диаграмме направленности приёмной антенны появляются дополнительные лепестки, число которых тем больше, чем больше высота антенны над Землёй и чем меньше длина волны. При распространении средних и коротких радиоволн интерференция возникает в том случае, если в одну и ту же точку пространства попадают волны, идущие непосредственно от передатчика и отражённые от ионосферы , или волны, отражённые разными участками ионосферы. Для ультракоротких радиоволн интерференция нередко получается за счёт прихода в данную точку волн, прошедших различные пути в тропосфере , либо за счёт их отражения от местных предметов.

 В радиотехнике во многих случаях возможно прямое измерение разности фаз интерферирующих колебаний, а так как в интерференционной картине распределение разностей фаз обусловлено взаимным расположением излучателя и приёмника, то их измерение может служить методом определения местоположения приёмника радиоволн относительно излучателя. На этом основан ряд фазовых радионавигационных систем.

  В отличие от оптики, в радиотехнике возможно непосредственное измерение частоты излучаемых волн. Поэтому, исследуя интерференционную структуру поля двух передатчиков, можно измерять расстояние между ними. Наоборот, зная это расстояние, можно с высокой степенью точности определять скорость распространения радиоволн в данных условиях. Существует ряд интерференционных методов измерения расстояний и скорости радиоволн (см. Радиодальномер ).

  Лит.: Мигулин В. В., Интерференция радиоволн, «Успехи физических наук», 1947, т. 33, в. 3.

Рис. 1. Многолепестковая диаграмма направленности антенны — результат интерференции радиоволн, излучаемых её отдельными элементами.

Рис 2. Интерференция радиоволн при их распространении вдоль поверхности Земли.

Интерференция света

Интерфере'нция све'та, сложение световых волн, при котором обычно наблюдается характерное пространственное распределение интенсивности света (интерференционная картина) в виде чередующихся светлых и тёмных полос вследствие нарушения принципа сложения интенсивностей (см. Интерференция волн). Некоторые явления И. с. наблюдались ещё И. Ньютоном , но не могли быть объяснены с точки зрения его корпускулярной теории (см. Свет , Оптика ). Правильное объяснение И. с. как типично волнового явления было дано в начале 19 в. Т. Юнгом и О. Френелем .

  И. с. возникает только в случае, если разность фаз постоянна во времени, т. е. волны когерентны (см. Когерентность ). До создания лазеров когерентные световые пучки могли быть получены только путём разделения и последующего сведения лучей, исходящих из одного и того же источника света. При этом разность фаз этих колебаний постоянна и определяется только разностью путей, проходимых лучами, или разностью хода D. Существует несколько способов создания когерентных пучков света. Например, в опыте Френеля (рис. 1 ) два плоских зеркала I и II, образующих двугранный угол, близкий к 180°, дают два мнимых изображения S1 и S2 источника S. На экране AB получается светлая полоса при разности хода D лучей S1M и S2M , равной чётному числу полуволн, и тёмная полоса — при D, равной нечётному числу полуволн. Другой способ был предложен Юнгом (рис. 2 ) . Свет из отверстия S падает на экран AB с двумя отверстиями (или щелями) S1 и S2. И. с. наблюдается на экране CD. Расстояние между соседними светлыми или тёмными интерференционными полосами Dх » l/a, где a — угол S1MS2, под которым сходятся интерферирующие лучи. В этих опытах И. с. наблюдается только при сложении волн, испущенных из одной и той же точки источника. Интерференционные полосы, соответствующие разным точкам источника, сдвинуты относительно друг друга, и при наложении интерференционные картины смазываются. Предельный размер источника, ещё дающего чёткую интерференционную картину, определяется соотношением d = l/b, где b — угол, под которым расходятся лучи из источника (например, ÐS1SS2 на рис. 2 ).

  Это ограничение не имеет места в случае И. с., отражённого от двух поверхностей плоской или слабоклиновидной прозрачной пластинки (рис. 3 ) . При этом между отражёнными лучами возникает разность хода D = 2hn cos i’ ¢ + l/2, где h — толщина пластинки, n — её показатель преломления, i ¢ — угол преломления. Добавочная разность хода l/2 возникает из-за различия сдвига фазы при отражении от верхней и нижней поверхностей пластинки. В строго плоскопараллельных пластинках (с точностью до долей l) одинаковую разность хода будут иметь лучи, падающие на пластинку под одним и тем же углом i , а интерференционные полосы в этом случае называются полосами равного наклона. Они локализованы в бесконечности, поэтому их можно наблюдать в главной фокальной плоскости линзы. В тонких пластинках переменной толщины линии максимумов и минимумов проходят по точкам, соответствующим равной толщине пластинки, и называются полосами равной толщины. Они локализованы в плоскости пластинки. При этом данная интерференционная полоса в монохроматическом свете вычерчивает линию, соответствующую одной и той же толщине пластинки (рис. 4 ) . Если свет не монохроматический, происходит наложение описанных картин для различных длин волн (между собой не интерферирующих); причём положения максимумов и минимумов смещены, поэтому в случае тонкой пластинки наблюдатель видит последовательность цветных полос. Этим явлением И. с. в тонких плёнках объясняются радужная окраска пятен масла или нефти на воде, цвета побежалости на закалённых металлах и др. И. с. в тонких плёнках играет большую роль при просветлении оптики , в интерференциальных светофильтрах , в интерференциальной микроскопии и др. И. с. в тонких плёнках изучается в оптике тонких слоев .