3. Що необхідно для утворення стійкої інтерференційної картини?

4. Які хвилі є когерентними? 5. Як можна одержати когерентні світлові хвилі?

§ 47. Інтерференція в тонких плівках

Інтерференцію світла можна легко спостерігати в при­родних умовах. Забарвлення тонких прозорих плівок» кольорові переливи на тонких плівках бензину, гасу, олії, гарне забарвлення мильних бульбашок, яке безперервно змінюється,— все це результат інтерференції світлових променів у цих. плівках.

Спочатку з'ясуємо, як утворюється інтерференційна картина при освітленні тонкої плоско-паралельної пла­стинки. Нехай на пластинку падав паралельний пучок однорідного (монохроматичного) світла під кутом а (мал. 106). Промінь І, падаючи в точку А, частково віді­б'ється, а частково заломиться і увійде в пластинку. Цей промінь на протилежній грані пластинки в точці В знову частково заломиться і вийде з пластинки, а частково відіб'ється в точку С. В точці С промінь знову відіб'ється, і частково заломиться, вийшовши з пластинки у напрямі CM. Промені 1\2 когерентні, оскільки виходять з одного джерела світла, і при накладанні інтерферують. Результат інтерференції визначається різницею ходу цих променів. Якщо різниця ходу дорівнює парному числу півхвиль, то при накладанні пучків вони підсилюватимуть один одного» а якщо непарному — послаблюватимуть. Таким

чином, пластинка при освітленні її однорідним світлом буде освітленою або темною. Змінюючи кут падіння променів, змінюватиметься і різниця ходу. Це означає, що коли повертати пластинку відносно променів, вона почергово здаватиметься то темною, то світлою.

Якщо пластинку освітити білим світлом, то при інтер­ференції променів з однією довжиною хвилі спостерігати­меться підсилення, а для інших довжин хвиль буде послаб­лення. Тому пластинка здаватиметься спостерігачеві забарвленою в колір, близький до кольору променів, які максимально підсилюють один одного. При повертанні пла­стинки відносно променів її забарвлення змінюватиметься. Аналогічна інтерференційна картина спостерігатиметься і в прохідному світлі, але при умові, коли пластинка ідеально однорідна, плоско-паралельна і освітлюється пуч­ком ідеально паралельних променів. Однак у пластинці завжди існують неоднорідності, на яких змінюється показ­ник заломлення і товщина плівки. Тому навіть в однорід­ному світлі ми побачимо вигадливі візерунки світлих і темних смуг.

Розглянемо інтерференцію світла в тонких плівках, товщина яких неоднакова в різних місцях. Візьмемо най­простішу плівку — у формі клина (мал. 107). Освітлюючи таку плівку однорідним світлом у відбитому світлі, її поверхня вже не здаватиметься рівномірно освітленою або темною, оскільки різниця ходу променів, які інтерферують у різних за товщиною місцях плівки, буде неоднаковою. Періодично зустрічатимуться такі товщини клина, які задовольняють умові взаємного підсилення і послаблення когерентних хвиль. Дуже тонка клиноподібна пластинка чи плівка, освітлена паралельним пучком однорідного світла, дає інтерференційну картину, на якій чергуються світлі і темні смуги (мал. 108) і паралельні до гострого ребра клина.

При освітленні клиноподібної плівки білим світлом може виявитися, що в одних місцях плівки найбільше підсилюються хвилі червоного світла, а в других — синього,

в третіх — зеленого світла і т. д. Тому на плівці виникнуть смуги, забарвлені всіма кольорами райдуги.

Інтерференційну картину на клиноподібній пластинці зручно спостерігати на тонкій мильній плівці. Для цього достатньо дротяну рамку опустити в мильний розчин. Внаслідок стікання мильного розчину вниз плівка набуває форми клина.