Интерференция в тонких пленках
Луч 1: Луч 2: 180 изменение фазыизменения
фазы нет
Воздух
Пленка
Воздух
Лучи 1 и 2: интерференционные эффекты в лучах, отраженных от верхней и нижней й поверхностей пленки.
Лучи 3 и 4: интерференционные эффекты в лучах, прошедших через тонкую пленку.
Предположение: лучи света, распространяются в воздухе практически перпендикулярно к обеим поверхностям пленки.
К сведению:
• фаза изменяется на 180 при отражении от
пленки в случае, когда n2>n1,
изменения фазы не происходит, когда n2<n1;
•длина волны света в среде λn=λ/n, где
λ– длина волны света в вакууме и n – показатель преломления среды.
51
Интерференция в тонких пленках
Причины разности фаз между лучами 1 и 2:
1)луч 1 – 180 изменение фазы
эквивалентно разности хода λn/2;
луч 2 – изменения фазы нет, благодаря разнице в граничных условиях на отражающих поверхностях;
2)дополнительная разность фаз возникает в результате дополнительной дистанции 2t, пройденной лучом 2 в среде.
Вывод:
если 2t = λn/2,
то лучи 1 и 2 рекомбинируют в фазе.
52
Интерференция в тонких пленках
Условие для конструктивной интерференции отраженных лучей 2t =(m+1/2) λn, (m = 0, 1, 2, …)
или
2nt =(m+1/2) λ, (m = 0, 1, 2, …).
Условие для деструктивной интерференции отраженных лучей 2nt =mλ, (m = 0, 1, 2, …).
53
Интерференция в тонких пленках Неотражающие покрытия
Солнечные батареи – устройства, генерирующие электроэнергию под воздействием солнечного света.
54
Интерференция в тонких пленках Неотражающие покрытия
Деструктивная интерференция волн, отраженных от поверхностей тонкой пленки: интенсивность отраженного света минимальна, а интенсивность прошедшего света максимальна.
180 изменение
фазы
Воздух
180
изменение
фазы
Тонкая пленка моноокиси кремния (SiO, n=1,45) на поверхности кремниевой ячейки солнечной батареи.
Равенство нулю результирующего изменения фазы в результате отражения света от обеих поверхностей.
Ослабление лучей при минимальной толщине пленки 2t=λ/(2n)=94,8 нм (λ=550 нм).
SiO покрытие: уменьшение потерь в результате отражения света в 3 раза
(до 10% от интенсивности падающего света). |
55 |
|
Интерференция в тонких пленках Неотражающие покрытия
Повышение оптической силы линз в фотокамерах – несколько покрытий, имеющих различную толщину.
Цель: уменьшить потери света в результате отражения световых волн с различной длиной волны.
56
Контрольный вопрос
В лаборатории произошел инцидент, при котором две разные жидкости попали в воду.
Жидкости оказались несмешиваемыми с водой и образовали на ее поверхности
две очень тонкие пленки.
В отраженном свете одна из пленок выглядит светлой, а другая темной.
Какое из нижеперечисленных утверждений верно:
а) показатель преломления темной пленки больше, чем у воды, б) показатель преломления темной пленки меньше, чем у воды, в) показатель преломления темной пленки равен показателю
преломления воды, г) показатель преломления темной пленки меньше, чем таковой у
светлой пленки?
57