6. Інтерференція світла в тонких плівках. Інтерфероменти

Цікавий випадок інтерференції спостерігав Юнг на початку ХІХ століття, розглядаючи у відбитому світлі тонкі плівки (рис. 2).

      (рис. 2)

Одна частина світлового потоку відбивається від верхньої поверхні плівки, а друга - після заломлення від нижньої. Після цього обидва промені збігаються в оці спостерігача. При цьому виникає різниця ходу, що дорівнює подвоєній товщині плівки Dd = 2h. У результаті цього і виникає інтерференційна картина. Якщо освітлюється плівка одним кольором, спостерігається чергування чорних і білих смуг, а якщо білим , то зазвичай кольори веселки. Інтерференцією світла в тонких плівках пояснюється забарвлення мильних бульбашок і тонких п'ятен з оливи на воді, хоча розчин мила й олива не мають такої гами кольорів. Інтерферометр — прилад, у якому використовують інтерференцію для вимірювання довжини хвиль світла, показників заломлення прозорих середовищ тощо. Поділяють:

 1. Інтерферометр Жамена 

2. Інтерферометр Релея 

3. Інтерферометр Майкельсона 

4. Інтерферометр Фабрі-Перо 

7. Кільця Ньютона. Інтерфероменти.

Кільця Ньютона - це інтерференція білого світла в тонкому шарі повітря між скляними пластинками – плоскою та опуклою сферичною. Спостерігаємо інтерференційні смуги, забарвлені всіма кольорами радуги, у вигляді кілець (кільця Ньютоная). Інтерференція білого світла в плівках на воді, мильних бульбашках тощо дає хаотичне забарвлення, оскільки нахил і товщина плівки хаотично змінюються. Правильна форма кілець Ньютона легко спотворюється при будь-яких, навіть незначних, дефектах в обробці опуклої поверхні лінзи і верхньої поверхні пластини. Тому спостереження форми кілець Ньютона дає можливість здійснювати швидкий і дуже точний контроль якості шліфування плоских пластин і лінз, а також близькість поверхонь останніх до сферичної форми. Інтерферометр — вимірювальний прилад, принцип дії якого заснований на явищі інтерференції. Принцип дії інтерферометра полягає в наступному: пучок електромагнітного випромінювання (світла, радіохвиль і т. п.) за допомогою того або іншого пристрою просторово розділяється на два або більша кількість когерентних пучків. Кожен з пучків проходіт різні оптичні дороги і повертається на екран, створюючи інтерференційну картину, по якій можна встановити зсув фаз пучків. Інтерферометри використовуються як при точних вимірах довжин, зокрема у верстатобудуванні і машинобудуванні, так і для оцінки якості оптичних поверхонь і перевірки оптичних систем в цілому.

8. Дифракція світла. Принцип Френеля- Гюйгенса. Зони Фринеля.

Дифракція - явище потрапляння світла в геометричну тінь. Явище дифракції наглядно підтверджує теорію корпускулярно-хвильвої природи світла. Спостерігати дифракцію світла важко, оскільки хвилі відхиляються від перешкод на помітні кути лише за умови, що розміри перешкод приблизно дорівнюють довжині хвилі, а вона дуже мала. Уперше, відкривши інтерференцію, Юнг виконав дослід з дифракції світла, за допомогою якого були вивчені довжини хвиль, що відповідають світловим променям різного кольору.

Розрізняють два види дифракцій, дифракція Френеля, ттєвих відмінностей ційної ришітки.яка відбувається на різних неоднорідностях від точкових джерел світла і дифракція Фраунгофера, яка відбувається в паралельних променях від далеких джерел. Основні положення принципу Гюйгенса-Френеля:1)кожен елемент хвильової поверхні площею S виступає в ролі точкового джерела вторинних сферичних хвиль, амплітуда яких пропорційна площі цього елемента;2)вторинні джерела, які еквівалентні точковому джерелу , є когерентними, а тому випромінювання в них дає явище інтерференції;3)з однакових площ хвильових поверхонь випромінюється однакова енергія;4)найбільше енергії від вторинних джерел випромінюється в напрямі нормалі до цієї поверхні. Формули Френеля визначають стосунки амплітуди, фази і стани поляризації відбитою і заломленою світлових хвиль, що виникають при проходженні світла через нерухомий кордон розділу двох прозорих діелектриків, до відповідних характеристик падаючої хвилі. Встановлені О. Ж. Френелем в 1823 на основі уявлень про пружні поперечні коливання ефіру.