Condición para la formación del patrón de interferencia

Recientemente encontré esto en un libro de texto (NCERT clase 12, capítulo: óptica de onda, pg: 367, ejemplo 10.4 (d)) mío mientras estudiaba el experimento de doble rendija de Young. Dice que una condición para la formación del patrón de interferencia es

s S < λ d

Dónde s es el tamaño de la fuente, S es su distancia desde el plano de las 2 rendijas, λ es la longitud de onda de la luz y d es la separación entre las 2 rendijas.

No se da ninguna justificación y me pregunto cómo es esto así. Cualquier ayuda sería muy apreciada.

No hay tiempo para escribir una respuesta ahora. Esta es una forma de argumentar sobre la coherencia espacial de la luz.
El experimento de doble rendija y las rejillas de difracción en general se analizan típicamente mediante argumentos geométricos simples. Comparando los lados de los triángulos hechos a partir de la geometría de la rendija y la distancia al detector se obtienen esas proporciones. Aquí hay un ejemplo típico y me sorprendería si esto no se ha preguntado al menos 5 veces antes people.fas.harvard.edu/~djmorin/waves/interference.pdf
s no es el tamaño de la fuente sino la distancia entre dos máximos en la pantalla.

Respuestas (3)

La fuente es grande, espacialmente incoherente. Cada punto PAG de la fuente crea su propio sistema marginal. Para un punto no centrado de la fuente, identificado por X PAG la ruta adicional es d PAG = X PAG D S

Los flecos permanecen visibles si d PAG λ 2

En el peor de los casos, para puntos en el borde de la fuente X PAG = s 2 , lo que da s 2 D S λ 2 o s S λ D

Este criterio es simple. s S porque es el ángulo bajo el cual se ve la fuente si uno se coloca al nivel de los dos agujeros.

Disculpa mi pobre ingles !

He aquí una prueba elemental de vuestra igualdad.

En la imagen de abajo, se ve que el segmento A 2 PAG es la diferencia de longitud del camino entre el rayo que llega al punto PAG de la hendidura A 2 y el rayo de la hendidura A 1 . yo el triangulo A 1 PAG B Los bordes PAG A 1 y PAG B son iguales, y si el ángulo A 1 PAG B es pequeño, la línea OP se puede considerar perpendicular a la línea A 1 B . Eso significa que, dado que el segmento O A 1 también es perpendicular a O C , que los ángulos θ 1 y θ 2 son iguales. Entonces, los triángulos O A 1 D y A 1 PAG D son equivalentes, y tenemos la relación PAG C O D = PAG D O A 1 . Traduciendo a tus símbolos,

(1) 1 2 s O D 2 S d .
(Al equiparar PD con S, descuidé OD en comparación con PD). Escribí s 2 porque necesita la distancia entre dos máximos, y PC es solo la mitad de esto. Ahora, para tener un máximo de intensidad en el punto P, la distancia A 2 B tiene que ser un entero de λ 2 . Note que, de nuevo para ángulos pequeños θ , A 2 B 2 × O D

Introduciendo en (1) obtenemos

(2) s A 2 B 2 S d ,

lo que implica tu igualdad

s λ S d .

Interferencia de doble rendija

El OP solicita una justificación de la condición requerida para la formación de franjas de interferencia en el experimento de doble rendija de Young. La condición que relaciona el (los) tamaño(s) de la fuente, la distancia de la fuente desde las dos rendijas (S), la separación de las dos rendijas (d) y la longitud de onda de la luz (lambda).
Usted dijo al principio: 'Hace poco me encontré con esto en un libro de texto mío mientras estudiaba el experimento de la doble rendija de Young. Dice que una condición para la formación del patrón de interferencia es s/S < lambda/d.' ¿Puede decirme el título y el autor del libro de texto para que pueda consultarlo?

La fuente S de ancho s produce un patrón de difracción, véase la fig.ingrese la descripción de la imagen aquí

Donde α1 corresponde a los primeros mínimos y viene dado por

                 α1=λ/s

Se colocarán dos rendijas s1 y s2 dentro de los primeros mínimos a cada lado de los máximos centrales. Vea la figura a continuación.

ingrese la descripción de la imagen aquí

La forma fig para ángulos pequeños α2 viene dada por

α2=d/S

donde d separación entre s1 y s2, S es separación entre fuente y rendijas s1,s2

es claro que α1>α2.

                        λ/s>d/S

                        λ/d>s/S