и затем складываются вместе. Тогда вместо равномерно освещённого поля получаются чередующиеся светлые и тёмные полосы. Такие явления наблюдаются при отражении С. от тонких прозрачных плёнок, когда складываются между собой лучи, отражённые от верхней и нижней поверхностей плёнки. Сюда же принадлежит знаменитый опыт Френеля с зеркалами, поставленными под углом, лишь очень мало отличающимся от 180°. Существует довольно большое количество явлений, аналогичных только что описанным. — При интерференции световых волн очень важно, чтобы они исходили из одного и того же источника, т. к. в противном случае они будут некогерентны. Когерентность волн заключается в том, что у них остаётся неизменной разность фаз. Только при этом условии имеется возможность получить устойчивую интерференционную картину.
Если в распространяющейся в пространстве безграничной плоской или замкнутой сферической световой волне произвести какие-либо искажения волнового фронта, то имеют место . т. н. явления диффракции С. Простейший способ такого искажения волнового фронта состоит в том, что волну пропускают через отверстие или совокупность отверстий в непрозрачном экране; из отверстия выходит волна с ограни(ченным в пространстве фронтом.
Другой способ заключается в пропускании светового пучка через прозрачную среду с меняющейся по фронту волны оптической длиной пути (см.). Благодаря этому выходящий из этой срев ды световой пучок Рис. 27. Интерференция двух приобретает сложлучей (LABCD и LCD) на ную форму волнотонкой плёнке. 9>г — угол паде
вой поверхности. В ния, уз — угол преломления, очень большом чисL — источник С. ле случаев распределение интенсивности можно вычислить, пользуясь принципом Гюйгенса — Френеля. Согласно этому принципу, каждая точка волнового фронта является самостоятельным источником световых волн, к-рые она посылает по всем направлениям; интерференция этих элементарных волн и определяет распределение интенсивности С. в пространстве. Явления интерференции и диффракции имеют очень большое значение для экспериментальной оптики и, в частности, для теории оптич. приборов. На явлении интерференции С. основаны приборы, называемые интерферометрами (см.) и применяемые для различных оптических и, в частности, для спектральных исследований. В равной мере явление диффракции используется для устройства спектральных приборов, называемых диффракционными решотками (см.). Выдающимся экспериментом в пользу волновой теории С. является также осуществлённый впервые Винером опыт со стоячими световыми волнами. Последние получаются при взаимодействии падающих и отражённых от весьма хорошего металлич. зеркала световых волн.
Явление стоячих световых волн используется для получения фотография, снимков в натуральных цветах.
Геометрическая оптика как предельный случай волновой оптики. Несмотря на превос 462
ходные результаты, полученные на основе волновой теории С. в различных областях учения о С., в целом ряде практич. случаев, в частности в теории оптич. инструментов, пользуются примитивным представлением о световых лучах как о геометрия, линиях.
Как показывают теоретич. вычисления, это возможно только при определённых ограничениях. Именно для волн, фронт и радиус кривизны к-рых много больше длины световой волны и к-рые распространяются в среде с медленно меняющимся в пространстве показателем преломления, можно пользоваться законами оптики лучей (т. е. нормалей к волновым поверхностям), выведенными для безграничных волновых фронтов. Тем самым исключаются из рассмотрения явления диффракции, которые тем менее проявляют себя, чем меньше длина световой волны по 28. Изменение кривизны сравнению с раз
Рис. световых волн при прохождемерами волнового нии через линзу. фронта. Разумеется, на границе волнового фронта или, напр., в фокусе линзы указанные выше условия не соблюдаются, и для понимания явлений, происходящих в этих областях, нельзя обойтись без рассмотрения диффракции. Если в уравнении, определяющем распространение волн (волновое уравнение), пренебречь нек-рыми величинами, учитывая малость длины световой волны по сравнению с протяжённостью фронта волны и радиусом её кривизны, а также медленность изменения свойств среды вдоль луча, то оно преобразуется в уравнение, определяющее путь светового луча, называемое уравнением эйконала (эйконал — оптич. путь луча). Из уравнения эйконала, в свою очередь, вытекает как следствие принцип Ферма, к-рый утверждает, что световой луч распространяется от точки к точке по такому пути, при к-ром время пробега является минимальным по сравнению с временем пробега по другим путям, расположенным в ближайшем соседстве с рассматриваемым (в общем случае, однако, такая формулировка недостаточно точна; правильнее будет сказать — не минимальным, а экстремальным; см. Экстремум). Уравнение эйконала или соответственно принцип Ферма являются основными положениями геометрии, оптики. Одной из обширных областей её применения является, напр., исследование хода лучей в земной атмосфере,^. к. именно в этом случае выполнены упомянутые выше условия. Из исследуемых явлений сюда прежде всего принадлежат явления Миражей (см.) и атмосферной рефракции.
Другой весьма обширной областью применения геометрия, оптики является теория оптич. систем, представляющих собой либо системы зеркал (катоптрические системы), либо системы сферических (или более сложных) преломляющих поверхностей (диоптрические системы).
При помощи таких систем можно лучи, исходящие из каких-либо точек предмета, заставить собраться в другом месте так, чтобы совокупность этих точек схода лучей явилась изображением тех точек, из к-рых лучи вышли.
Такая совокупность точек схода лучей называется оптическим изображением (см. Изображение оптическое). Совокупность оптических систем, соединённых между собой каким-либо
