3)Интерференция света в тонких пленках.

Ответ: Интерференция в тонких пленках: Явление интерференции можно наблюдать, например: радужные разводы на поверхности жидкости при разливе нефти, керосина, в мыльных пузырях; Толщина пленки должна быть больше длины световой волны. При попадании монохроматического света (самый простой случай)  на тонкую пленку часть света отражается от наружной поверхности пленки, другая часть света, пройдя через пленку, отражается от внутренней поверхности.  При попадании в глаз на сетчатке происходит наложение (сложение) двух когерентных волн и возникает интерференционная  (полосатая) картина, как результат усиления и ослабления волн. В случае белого света интерференционная картина будет радужной. При проведении своего опыта Юнгу впервые удалось измерить длину  световой волны. В результате опыта Юнг доказал, что свет обладает волновыми свойствами. Применение интерференции: 1)интерферометры – приборы для измерения  длины световой волны; 2)просветление оптики  ( в оптических приборах  при прохождении света  через объектив  потери  света составляют до 50%) – все стеклянные детали покрывают тонкой пленкой  с показателем преломления чуть меньше, чем у стекла; перераспределяются интерференционные максимумы и минимумы и потери света уменьшаются.

4)Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля.

Ответ: Дифракция – огибание светом препятствия, проникновение света в область геометрической тени. Принцип Гюйгенса — Френеля: Каждый элемент волнового фронта можно рассматривать как центр вторичного возмущения, порождающего вторичные сферические волны, а результирующее световое поле в каждой точке пространства будет определяться интерференцией этих волн.

Дифракция Френеля:

Н а рисунке изображён непрозрачный экран с круглым отверстием, на некотором расстоянии от которого расположен источник света. Изображение фиксируется на другом экране справа. Вследствие дифракции свет, проходящий через отверстие, расходится. Поэтому область, которая была затенена по законам геометрической оптики, будет частично освещённой. В области, которая при прямолинейном распространении света была бы освещённой, наблюдаются колебания интенсивности освещения в виде концентрических колец. Дифракция Фраунгофера: Случай дифракции, при котором дифракционная картина наблюдается на значительном расстоянии от отверстия или преграды. Иными словами, дифракция Фраунгофера наблюдается тогда, когда число зон Френеля  , при этом приходящие в точку волны являются практически плоскими. При наблюдении данного вида дифракции изображение объекта не искажается и меняет только размер и положение в пространстве. В противоположность этому, при дифракции Френеля изображение меняет также свою форму и существенно искажается. Метод зон Френеля: Зоны Френеля - участки, на которые можно разбить поверхность световой волны для вычисления результатов дифракции света. Суть метода такова. Пусть от светящейся точки   распространяется сферическая волна и требуется определить характеристики волнового процесса, вызванного ею в точке  . Разделим поверхность волны   на кольцевые зоны. Для этого проведём из точки   сферы радиусами  ,  , ,  (  — точка пересечения поверхности волны с линией  ). Кольцеобразные участки поверхности волны, «вырезаемые» из неё этими сферами, и называется зонами Френеля. Волновой процесс в точке   можно рассматривать как результат сложения колебаний, вызываемых в этой точке каждой зоной Френеля в отдельности.

Дифракция Френеля на круглом отверстии:

Сф ерическая волна, распространяющаяся из точечного источника  , встречает на своем пути экран с круглым отверстием. Дифракционная картина наблюдается на экране   в точке  . Разобьем часть волновой поверхности   на зоны Френеля. Вид дифракционной картины будет зависеть от количества зон Френеля, укладывающихся в отверстии. Амплитуда результирующего колебания в точке   равна:  (плюс для нечетных  , минус – для четных). Дифракционная картина от круглого отверстия вблизи точки   будет иметь вид чередующихся светлых и темных колец.

Дифракция Френеля на диске: Сферическая волна, распространяющаяся из точечного источника  , встречает на своем пути диск. Дифракционная картина наблюдается на экране   в точке  . Пусть диск закрывает   первых зон Френеля. Тогда амплитуда результирующего колебания в точке   равна:  .  Т.к. слагаемое в скобках равно 0, то  . Следовательно, в точке   всегда будет светлое пятно, окруженное концентрическими светлыми и темными кольцами, а интенсивность убывает с расстоянием от центров картины.