8. Применение интерференции.

Явление интерференции света находит широкое применение. Оно используется, например, для определения показателя преломления газообразных веществ, для точного измерения длин и углов, контроля качества обработки поверхности и т. п.

1. Просветление оптики.

В фотообъективах, перископах интерференция используется для устранения вредного отражения света от поверхности линз. От каждой преломляющей поверхности отражается примерно 4% падающего све­та, что заметно снижает прозрачность оптики и вызывает появление опасных бликов. Просветление оптики достигается путем нанесения на каждую свободную поверхность линзы тонкой пленки вещества с по­казателем преломления меньшим, чем показатель преломления стекла линзы. Если толщина пленки равна четверти длины волны падающего света, то разность хода лучей 2d, отраженных от двух поверхностей тонкой пленки, оказывается равной половине длины волны, и эти лучи в результате интерференции погасят друг друга. Так как показатель преломления пленки меньше показателя преломления стекла, то поте рей полудлины волны на границе пленки и воздуха можно пренебречь, Наиболее перспективны пленки с коэффициентом преломления, рав­ным корню квадратному из коэффициента преломления материала -линзы (n_p=sqrt(n₁)). В том случае, если амплитуды лучей, отраженных от обеих поверхностей, равны между собой, одинаковы и интенсивно­сти отраженных, волн. В результате интенсивность отраженного света. Практически равна нулю (блики отсутствуют).

2 . Интерферометр Майкельсона Основная схема интерферометра Майкельсона изображена на рис. 1. Луч света от источника света S падает на разделительную пла­стинку р₁, покрытую с одной стороны тонким слоем серебра или алю­миния. Луч АС проходит через пластинку р₁ , отражается от зеркала S,, возвращается к пластине р₁ и, отражаясь от зеркала, распространя­ется по направлению АО в глаз наблюдателя. Луч АВ, пройдя пласти­ну Р₁, отражается от полупрозрачной грани, проходит пластину еще раз и идет по направлению АВ, отражается от зеркала S₂, еще раз проходит пластину р₁ и распространяется по направлению АО. Таким образом, по направлению АО распространяются две волны, отра­женные от зеркал S₁ и S₂ и исходящие от одного источника света S.

Они когерентны между собой и могут интерферировать друг с Другом. Однако луч 2 пересекает пластину P₁ один раз, в то время как луч 1 — три раза. Чтобы скомпенсировать эту добавочную разность хода, в луч 2 вводится компенсационная пластина Р₂ идентичная P₁. Юстировка зеркал, то есть их точное взаиморасположение, произво­дится с помощью микровинтов.

Интерференционная картина, наблюдаемая при этом, соответ­ствует интерференции в воздушном слое между зеркалом S₂ и мнимым изображением S₁ зеркала S₁’ в пластине P₁ . Если S₂ и S₁’ параллельны, то наблюдаемая картина относится к полосам "равной наклона" и имеет вид круговых колец. Если S₂ и S₁’ не параллельны, то эквива­лентный воздушный слой имеет вид клина, при этом наблюдаются по­лосы "равной толщины", расположенные параллельно ребру воздуш­ного клина.

3 .Интерферометр Жамена. Ос­новным узлом прибора является система из двух толстослойных плос­копараллельных пластин, посеребренных с одной стороны. При падении светового луча на пластинку А часть светового потока отражает­ся от передней грани, а часть — от задней, посеребренной. Таким об­разом, из пластины А выйдут два когерентных луча, разведенных в пространстве на некоторое расстояние. В пластине В происходит аналогичное явление. Выходящие из пластины В лучи будут когерентны и могут интерферировать. Обыч­но выбирают лучи 1’ и 2', как наиболее интенсивные. Если на пути одного из лучей поместить кювету с исследуемым веществом с коэф­фициентом преломления n₂ и толщиной слоя l, это вызовет изменение оптической разности хода на l·(n₂-n₁), где n₁ - коэффициент преломления воздуха.

Эта оптическая разность вызовет смещение интерференционной картины на некоторое число полос т. Экспериментально установле­но, что смещение картины на 1/10 полосы (m=1/10) легко фиксирует­ся, что позволяет определить неизвестный показатель преломления.