Интерференция света

Возникает при сложении двух (или более) световых волн, когда в одних местах волны гасят друг друга, а в других – усиливают, т.е. происходит перераспределение энергии вдоль фронта волны с образованием максимумов и минимумов интенсивности. Для световых волн максимумы ярко освещены, минимумы – слабо (темные области). Интерференционная картина устойчива во времени.

- условие максимума, (m=0, 1, 2,…);

- условие минимума.

11. Интерференция света в тонких пленках, примеры ее наблюдения и применения.

При падении на тонкую прозрачную пластинку (пленку) (рис.) луч в точке А делится на два: отраженный – 1 и преломленный – 2, который после отражения от нижней плоскости пленки в точке О и преломления в точке С идет параллельно лу­чу 1. Попадая на линзу (хрусталик глаза), эти лучи собираются водной точке и интерферируют.

О птическая разность хода лучей равна:

Здесь учитывается, что при отражении волны 1 в точке А от оптически более плотной среды происходит увеличение ее фазы на π, что равносильно дополни­тельному пути . Расчет дает, что:

В проходящем свете интерферируют лучи, отраженные от оп­тически менее плотной среды, так что разность хода уменьшает­ся на по сравнению с указанной в формуле.

Кольца Ньютона

К ольца Ньютона наблю­даются при интерференции света в тонком зазоре между соприкасающимися плоской и сферической поверхностя­ми (рис.). В отраженном свете интерферируют лучи, разделяющиеся и вновь схо­дящиеся в точке А. Один из них отражается от границы раздела линза - воздух в этой точке, а другой прохо­дит зазор и отражается от пластинки в точке А' с увеличением фазы на π.

Разность хода этих лучей: увеличивается вместе с увеличением толщины зазора при удале­нии от точки О, так что интерференционная картина имеет вид концентрических темных и светлых колец с центром в точке О. Интерференционная картина отчетлива при условии b « R.. Из рис. получаем:

Радиусы светлых колец в отраженном свете (или темных в проходящем):

радиусы темных колец в отраженном свете (или светлых в про­ходящем): , где т - номер кольца (т = 0, 1,2...).

Полосы равного наклона (интерфе­ренция от плоскопараллельной пластин­ки)

И нтерференционная картина в плоскопараллельных пластинках (плен­ках) определяется величинами ₀, d, n и α. Для данных ₀, d и n каждому на­клону α лучей соответствует своя интер­ференционная полоса. Интерференцион­ные полосы, возникающие в результате наложения лучей, падающих на плоскопа­раллельную пластинку под одинаковыми углами, называются полосами равного на­клона.

Лучи 1' и 1", отразившиеся от верхней и нижней граней пластинки (рис.250), параллельны друг другу, так как пластин­ка плоскопараллельна. Следовательно, ин­терферирующие лучи 1' и 1" «пересекают­ся» только в бесконечности, поэтому гово­рят, что полосы равного наклона локали­зованы в бесконечности. Для их на­блюдения используют собирающую линзу и экран (Э), расположенный в фокальной плоскости линзы. Параллельные лучи 1' и 1" соберутся в фокусе F линзы (на рис. 250 ее оптическая ось параллельна лу­чам 1' и 1"), в эту же точку придут и дру­гие лучи (на рис.250 — луч 2), парал­лельные лучу 1, в результате чего увеличи­вается общая интенсивность. Лучи 3, наклоненные под другим углом, соберутся в другой точке Р фокальной плоскости линзы. Легко показать, что если оптиче­ская ось линзы перпендикулярна повер­хности пластинки, то полосы равного на­клона будут иметь вид концентрических колец с центром в фокусе линзы.