2. Полосы "равного наклона"

Р ассмотрим случай, когда на плоскопараллельную пластину падает расходящийся пучок лучей, то есть выполняются ус­ловия: d =const, iconst. Лучи 1, 2 и 3 падают на пластинку под разными углами i₁,i₂ и i_3. Отраженные пары лучей 1’ и 1", 2' и 2", 3' и 3" пересекаются в фо­кальной плоскости линзы L на экране в точках a, b, c и интерфери­руют.

Все лучи, падающие на пластину под углом i₁, создают на эк­ране совокупность одинаково освещенных точек, расположенных на окружности с центром в точке O и радиусом Oa. Для других углов будут аналогичные окружности с центром в точке O и другими радиу­сами. Каждая полоса образуется лучами, падающими на пластину под одним углом; Поэтому полученная при данных условиях картина интерференционных полос получила название полосы "равного на­клона"

Поскольку картина образована параллельными лучами, то для наблюдения ее необходимо наличие линзы и экрана. Экран должен располагаться в фокальной плоскости линзы. Так как параллельные лучи "пересекаются" в 'бесконечности, то говорят, что полосы "равного наклона" располагаются (локализованы) в бесконечности.

7. Полосы равной толщины, кольца Ньютона

Рассмотрим случай, когда выполняются следующие условия:

i =const, dconst, то есть на пластину переменной толщины падает парал-лельный пучок лучей. Рассмотрим пластинку в виде клина с малым углом при верши­не. Пучок лучей ограничен лучами 1 и 2. Лучи, отраженные от нижней 1", 2" и верхней 1’, 2' поверхностей клина, пересекаются вблизи верхней поверхности. И в зависимости от того, чему соответст­вует оптическая разность хода: k·или =(2·k+1)·(/2) в точке наблюдения будет наблюдаться максимум или минимум ин­тенсивности света. Так как условие максимума или минимума выпол­няется по всей длине клина при заданной толщине клина d, то парал­лельно линии пересечения поверхностей клина образуется соответст­вующая светлая или темная полоса аа' или bb'. Поэтому полученные полосы интерференции получили название полос "равной толщины". Так как полосы образованы в результате пересечения отраженных лу­чей, то говорят, интерференционная картина локализована (наблюда­ется) вблизи верхней преломляющей поверхности над ней или под ней. Для наблюдения интерференционной картины необходима линза, в фокальной плоскости которой на экране проектируется картина. Рассмотрим частные случаи полос "равной толщины"

К ольца Ньютона. Интерференционная картина "кольца Ньютона" наблюдается, как правило, в отраженном или в проходящем свете при падении света на систему, состоящую из плосковыпуклой линзы и плоской стеклян­ной пластины. Картина имеет вид концентрических светлых и темных колец, центр которых соответствует точке касания линзы и пластины. В цен­тре пластины темное пятно, причину возникновения которого объяс­ним несколько позже.Определим радиус кольца Ньютона r_m. Из _AOB получим выражение: r_m²=R²-(R-d)²=2Rd+d² (1). Так как d<<R, то в первом приближении d² можно пренебречь. Величину d выразим через оптическую разность хода и условия интерференции. Оптическая разность хода равна: =2dn-/2, (2) где n - относительный коэффициент преломления среды между лин­зой и пластиной; -(/2) – учитывает потерю полудлины волны из-за изменения фазы колебаний светового вектора в т. C. Выражение (2) перепишем, выразив d из (1). =((r_m²·n)/R)-(/2). Для светлого кольца =k· и k=1,2,3…(номер светл. кольца)

Для темного кольца =(2k+1)·/2 и r_m=sqrt((R/n)·k·), k=1,2,3… (номер темного кольца). В месте соприкосновения линзы и пластины остается очень тон­кая воздушная прослойка толщиной много меньше длины волны. По­ этому оптическая разность хода в точке соприкосновения будет опре­деляться только потерей полудлины волны (d = 0), и, следовательно, в этом месте в отраженном свете наблюдается темное пятно, а в прохо­дящем - светлое. При освещении белым светом картина будет окра­шена и число наблюдаемых колец невелико. Картина впервые наблю­далась Ньютоном и поэтому носит название "кольца Ньютона".