Контрольные вопросы
37. Интерференция при отражении света от плоскопараллельной пластинки? Покажите ход лучей. Рассчитайте оптическую разность хода.
Ответ:
Интерференция при отражении света от плоскопараллельной пластинки показана на рисунке 4.
Рисунок 4 – Интерференция при отражении света от плоскопараллельной пластинки.
В результате отражений от обеих поверхностей пластинки исходная волна расщепится на две, что и показано лучами 1 и 2.
Кроме этих двух отраженных волн (I и 2), возникает еще многократное отражение, однако, их влияние практически пренебрежимо мало.
Оптическую разность хода волн 1 и 2 определим, согласно рисунку 4, как:
|
(14) |
где n – показатель преломления вещества пластинки.
Кроме того, из рисунка 4 следует, что
|
(15) |
где b – толщина пластинки.
В результате подстановки выражений (14) и (15):
|
(16) |
Учитывая
потерю полуволны
и уравнение
получим:
|
(17) |
42. Чем объясняется радужная окраска мыльной пленки? Почему по мере испарения мыльной пленки расстояние между полосами растет?
Ответ:
Все дело в интерференции — наложении световых волн. Когда свет падает на поверхность пузыря, часть волн отражается от внешней стороны мыльной плёнки, а другая проходит через неё, преломляется и отражается от внутренней поверхности. Когда эти волны встречаются с отражёнными от внешней поверхности, их гребни и впадины не всегда совпадают. Если совпадают, то волны усиливают друг друга, если нет — ослабляют. Толщина плёнки неодинаковая, поэтому отразившиеся от неё лучи имеют разную длину волны. В результате мы видим радужные разводы на пузыре.
Под действием силы тяжести вода на плёнке стекает вниз ем тоньше водяной слой, тем меньше сдвиг по фазе у отражённого луча и меньше меняется цвет в результате интерференции. Значит, входной белый свет отражается без изменений. Из-за неравномерности поверхности, интерфиренцию на пузыре, можно сравнить с интерференцией на клине, поэтому расстояние между полосами растет.
Интерференция световых волн, отражённых от верхней и нижней поверхности плёнки мыльного пузыря представлена на рисунке 5.
Рисунок 5 – Интерференция световых волн, отражённых от верхней и нижней поверхности плёнки