|
|
2. Полосы равной толщина. Допустим, что толщина пластинки не постоянной (∼b, n = const). Тогда во всех тех местах пластинки, где толщина b, а следовательно, и разность хода Δ одинаковы, наблюдается один и тот же результат интерференции. Это означает, что вдоль какой-либо темной или светлой интерференционной полосы, образующейся на поверхности, толщина этой пластинки одна и та же. Полосы равной толщины локализованы на поверхности пластинки. При наблюдении в белом свете полосы будут окрашены так, что поверхность содержит все цвета радуги. Пример полос равной толщины: нефтяные пятна, мыльные пленки и т.д.
3. Кольца Ньютона. Кольца Ньютона - пример полос равной, толщины. Они наблюдаются при отражении света.от соприкасающихся друг с другом плоско параллельной толстой стеклянной пластинки и плоско выпуклой линзы с большим радиусом кривизны. Роль тонкой пленки переменной толщины b, от поверхности которой отражаются когерентные волны, играет зазор между пластинкой и линзой. Пусть показатель преломлений зазора n, толщина в точке Е равна b. Параллельный пучок света падает нормально (i1 = 0°) на плоскую поверхность ВС линзы и отражается от верхней и нижней поверхности зазора (от т. Е и F ). Найдем, радиус колец Ньютона r. Оптическая разность хода между лучами, отраженными от верхней и нижней поверхности зазора равна (n < nст) λ/2 учитывает сдвиг по фазе на π при отражении от оптически более плотной среды в т. F. Из треугольника О1ДЕ следует
Тогда
радиус колец Ньютона для отраженного света. радиус колец Ньютона для проходящего света. 4. Просветленная оптика. Возможность ослабления отраженного света вследствие интерференции в тонких пленках широко используется в современных оптических приборах (фотоаппаратах, биноклях, перископах и т.д.). Для этого на передние поверхности имеющихся в них линз и призм наносят тонкие прозрачные пленки, абсолютный показатель преломления которых nпл. меньше nлинзы. Толщина пленки подбирается таким образом, чтобы осуществлялся интерференционный минимум отражения для света с λ = 5,5·10-7 м, соответствующий наибольшей чувствительности человеческого глаза (зеленый свет). Такая оптика получила название просветленной. В отраженном свете просветленные линзы кажутся окрашенными в фиолетовый цвет, т.к. они заметно отражают только красный и сине-фиолетовый свет. Наиболее полное взаимное гашение световых волн, отраженных от верхней и нижней поверхностей пленки на просветленной линзе, происходит в случае равенства интенсивностей этих волн, т.е. при приблизительном равенстве коэффициентов отражения. При i1= 0
Следовательно, оптимальное значение nпл Минимальная толщина пленки находится из условия минимума Δ: bmin при k = 0
Дифракция света. §1 Дифракция света и условия ее наблюдения. Принцип Гюйгенса-Френеля
Более детальное наблюдение показывает, что световые волны заходят в область геометрической тени, причём на границе между областями света и тени появляются чередующиеся максимумы и минимумы света, свидетельствующие о некотором перераспределении световой энергии на этой границе. Это огибание световыми волнами границ непрозрачных тел е образованием интерференционного перераспределения энергии по Явление дифракции можно объяснить, пользуясь принципом Гюйгенса: каждая точка пространства до которой доходит волновое движение (т.е. фронт волны) является источником вторичных волн, огибающая которых дает положение фронта волны в следующий момент а) принцип Гюйгенса; б) источники вторичных волн когерентны; в) (1) K(φ) - коэффициент пропорциональности, зависящий от угла φ. При φ = 0 K(φ) = max, при φ = π/2 K(φ) = 0. Результирующее поле в т. М представляет собой суперпозицию колебаний (1), взятых для всей волновой поверхности:
(2) - аналитическая запись принципа Гюйгенса - Френеля.
|