Введение. 
Методика изучения интерференции цугов и временной когерентности: учебные опыты и компьютерные модели

Изучение основ физической науки, повышение качества физического образования требует модернизации преподавания физики, освоения методологии научного познания, совершенствования методики изучения отдельных вопросов [4, с. 8−57]. Определенный интерес при изучении интерференции световых волн представляет собой вопрос о временной когерентности [5, с. 199−276]. Как известно, свет излучается при переходе атомов из возбужденного состояния в основное. При этом образуются цуги световых волн, которые можно упрощенно представить в виде «обрывков» гармонических волн, имеющих определенную пространственную и временную протяженность.

Результат интерференции во многом зависит от того, будет ли разность хода превышать длину цуга, пройдут ли цуги точку наблюдения в перекрывающиеся промежутки времени или нет. В настоящей статье обсуждается один из вариантов методики экспериментального и теоретического изучения интерференции цугов. Она может включать в себя использование компьютерной программы, моделирующей это явление и позволяющей рассчитать интенсивность в точке наблюдения при различных разностях хода для цугов различной длины.

Обсуждая интерференцию волновых цугов, обычно говорят о когерентных волнах, длине и времени когерентности. Когерентными называются волны, которые способны интерферировать. Вообще, когерентность — это «коррелированное протекание во времени и пространстве нескольких случайных колебательных или волновых процессов, позволяющее получить при их сложении четкую интерференционную картину» [6, с. 394−396]. Минимальная задержка между волнами, приходящими в некоторую точку наблюдения, при которой они уже не интерферируют, называется временем когерентности.

Если волны представляют собой «обрывки» синусоид, то время когерентности примерно равно длительности цуга t_к, а длина когерентности — длине цуга L_к=v* t_к.