Лекция № 3

2.5. Интерференция света на тонких пленках.

2.6. Интерференционные приборы. Применение явления интерференции.

2.5. Интерференция света на тонких пленках.

Я вление интерференции проявляется при отражении света от тонких прозрачных пленок. Рассмотрим процесс возникновения когерентных световых пучков при отражении плоской монохроматической волны с длиной  от тонкой пластинки толщиной d, в месте падения луча. На пластинку с показателем преломления n₂, падает под углом  пучок света (рис. 2.5.1). По обе стороны от пластинки находит одна и та же среда с показателем преломления n₁ ( ). От пластинки отражаются два параллельных пучка света. Один образовался при отражении от верхней поверхности пластинки, второй – при отражении от нижней поверхности. При входе в пластинку и при выходе из нее второй пучок претерпевает преломление. Кроме этих двух пучков, от пластинка вверх пойдут пучки, возникающие в результате трех-, пяти- и т. д. кратного отражения от поверхностей пластинки. Однако ввиду их малой интенсивности мы эти пучки принимать во внимание не будем. Найдем оптическую разность хода этих двух лучей.

, (2.5.1)

где - оптическая длина пути луча 1; - оптическая длина пути луча 2.

. (2.5.2)

Так как луча 1 отражается от оптически более плотной сред, то при отражении происходит изменение фазы колебаний на . Чтобы учесть это изменения, необходимо ввести добавочную разность хода (потеря полуволны).

. (2.5.3)

. (2.5.4)

Из треугольника ANB и ВNС следует

и . (2.5.5)

(2.5.6)

Из закона преломления следует

. (2.5.7)

С учетом закона преломления получим

. (2.5.8)

Так как , то

. (2.5.9)

Если (например, воздух), то оптическая разность хода будет равна

. (2.5.10)

Если пластина плоскопараллельная (d=const), то, согласно формуле (35), оптическая разность хода лучей зависит от их угла падения  на пластину. Интерференционные полосы, возникающие в результате наложения отраженных лучей, которые соответствуют лучам, падающим на плоскопараллельную пластину под одинаковыми углами , называются полосами равного наклона. Если пленка имеет разную толщину и на нее падает параллельный пучок света (=const), то положения интерференционных полос будут характеризоваться определенными значениями толщины пленки d. Такие полосы называются полосами равной толщины.

Если , то при отражении будет наблюдаться усиление интенсивности света (условие максимума). Толщина пленки при этом будет равна

. (2.5.11)

Если , то при отражении свете будет наблюдаться ослабление интенсивности света (условие минимума). Толщина пленки при этом будет равна

. (2.5.12)

В проходящем свете отражение света будет происходить от оптически менее плотной среды, поэтому потери полуволны не будет, и оптическая разность хода будет равна

. (2.5.13)

А усиление интенсивности света будет наблюдаться при толщине пленки

. (2.5.14)

А ослабление интенсивности света при толщине пленки

. (2.5.15)