Условие наблюдения интерференции.
Получить интерференционную картину (чередование максимумов и минимумов освещённости) с помощью двух и более независимых источников света, например, двух электрических лампочек, невозможно, так как создаваемые ими волны не когерентны (разность фаз волн не остаётся постоянной).
Для наблюдения интерференционной картины света при отсутствии когерентных источников (лазеров) пользуются методом разделения волны, излучаемой одним источником, на две. Затем образующиеся таким образом два луча направляют на экран. Поскольку оба луча имеют одинаковое происхождение, то разность фаз в каждом месте экрана оказывается постоянной (выполняется условие когерентности).
Для разделения волны, испускаемой одним источником света, на две можно использовать свойство отражения волны от границы раздела двух сред. Это можно осуществить, используя плоскопараллельную пластину или пластину переменной толщины
Рисунок 6 Рисунок 7
Из рисунков 6 и 7 видно, что в обоих случаях луч 1, являясь компонентом одной и той же волны, проходит больший оптический путь, определяемый толщиной плоскопараллельной пластины или клина, и если оптическая разность хода луча 1, отражённого от нижней поверхности отстанет от луча 2, отражённого от верхней поверхности плоскопараллельной пластины или клина на целое число длин волн, то, складываясь, волны усиливают друг друга.
Напротив, если луч 1 отстаёт от луча 2 на нечётное число длин полуволн, то колебания, вызванные ими, будут происходит в противоположных фазах, и волны гасят друг друга.
Применение интерференции света.
Просветление оптики.
Интерференция при отражении от тонких плёнок лежит в основе просветления оптики. Прохождение света через каждую преломляющую поверхность линзы сопровождается отражением примерно 4 % падающего света. В сложных объективах такие отражения совершаются многократно, и суммарная потеря светового потока достигает заметной величины. Кроме того, отражения от поверхностей линз приводят к возникновению бликов. Для устранения этих неприятных последствий отражение света от поверхности оптических стёкол надо уменьшить долю отражаемой энергии света. Даваемое прибором изображение делается при этом ярче, «просветляется». Отсюда и происходит термин просветление оптики. В просветлённой оптике для устранения отражения света на каждую свободную поверхность линзы наносится тонкая плёнка вещества с показателем преломления иным, чем у линзы. Толщина плёнки подбирается так, чтобы волны, отражённые от обеих её поверхностей, поглощали друг друга. Гашение волн друг другом в данном участке пространства означает, что световая энергия сюда просто не поступает. Таким образом, гашение отражённых волн в объективах с просветлённой оптикой означает, что практически весь свет проходит сквозь объектив.
Проверка качества обработки поверхностей.
Для проверки качества обработки поверхности между ней и эталонной гладкой пластинкой создают тонкую клиновидную прослойку воздуха. Волны, отражаясь от верхней (контролируемой) и нижней (эталонной) поверхностей, образуют интерференционную картину – светлые и тёмные полосы. Причём полосы будут ровными только тогда, когда поверхности идеально гладкие. Если на контролируемой поверхности имеется какой-либо дефект, например вмятина или царапина, то это приведёт к искажению интерференционных полос. По форме полос и их ширине можно судить о характере дефектов и их глубине (высоте). Применение интерференционных методов позволяет измерять отклонение от плоскости с погрешностью порядка 0,01 мкм.
Интерферометры.
Интерферометры - специальные приборы, действие которых основано на явлении интерференции. С их помощью точно измеряют длины световых волн, показатели преломления газов и других веществ, а также угловые размеры небесных тел.