Факультет. Курс третий

«Амплитуда поля не может непосредственно наблюдаться или измеряться, так как поле очень быстро меняется во времени с частотой 

и 

, а любые приемники излучения имеют значительно большее, чем период колебаний, время инерции 

. Поэтому регистрируется лишь усредненная во времени величина – интенсивность поля 

.

Из уравнения Максвелла следует, что интенсивность пропорциональна квадрату амплитуды поля 

, то есть равна квадрату модуля комплексной амплитуды (произведению комплексной амплитуды на величину, комплексно сопряженную ей):

Можно измерить квадрат модуля комплексной амплитуды, но невозможно измерить фазу и эйконал поля – при регистрации поля они теряются.

Для сохранения информации о фазе (эйконале) требуется измерение интенсивности поля, складываемого из нескольких полей.

1.4.2. Наблюдаемые величины при сложении полей

При сложении двух полей 

(с фазой 

) и 

(с фазой 

), суммарную интенсивность можно представить в виде:

Таким образом, суммарная интенсивность записывается в виде уравнения интерферограммы:

где 

– разность фаз поля.

Явление, возникающее при сложении двух полей, называется интерференцией, а интерферограмма – это картина, наблюдаемая при интерференции.

Сложение когерентных полей

Когерентные поля характеризуются тем, что разность фаз (эйконалов) двух полей остается постоянной за время инерции приемника.

В этом случае суммарная интенсивность определяется выражением (1.

4.2), а картина распределения интенсивности представляет собой чередование темных и светлых полос, конфигурация которых зависит от изменения разности фаз 

.

Введем понятие референтного (эталонного) поля, которое имеет известную картину фаз. При сравнении с ним выявляются параметры другого поля (интенсивность и фаза). Регистрируемая картина взаимодействия двух полей, одно из которых референтное, называется голограммой. Голограмма – это запись полной информации о поле, то есть его комплексной амплитуды.

Интерферограмма и голограмма – способы записи комплексной амплитуды поля путем сравнения его с эталонным полем.

Сложение некогерентных полей

Если разность фаз полей меняется случайным образом много раз за время регистрации, то поля являются некогерентными. При регистрации суммарной интенсивности ее значения по времени усредняются:

В выражении (1.4.