Вопрос 47. Интерференция в тонких пленках. Полосы равного наклона и равной толщины. Кольца Ньютона.

Интерференционные полосы равного наклона

Пусть на прозрачную плоскопараллельную пластинку падает плоская монохроматическая световая волна, которую можно рассматривать как параллельный пучок лучей (на рис. представлен один из лучей ОА). В результате отражений от обеих поверхностей (верхней и нижней) пластинки исходная волна расщепится на две световые волны (лучи 1 и 2), которые при определенных условиях могут интерферировать. Амплитуды (и интенсивности) этих волн мало отличаются друг от друга, а это важно для получения контрастной интерференционной картины.

Кроме волн 1 и 2 возникают также многократноотраженные волны (лучи 3, 4,…) и волны, прошедшие пластинку (лучи 1′, 2′, 3′,…), однако ввиду их малой интенсивности (при каждом отражении теряется до 95% светового потока) далее рассматривать эти пучки не будем.

О птическая разность хода лучей 1 и 2 равна ∆ = l_оп2 – l_оп1 = n^.(AB + BC) – AD, где n – показатель преломления пластинки. Так как (АВ + ВС) = 2^.b/cos r, AD = (2^.b^.tg r)^.sin i, то после их подстановки в ∆ получаем ∆ = 2^.n^.b^.cos r (1). Следует учесть, что при отражении света от границы раздела с оптически более плотной средой (луч 1) происходит скачок фазы колебаний на π у отраженной волны, т.е., как говорят, происходит «приобретение» (или «потеря») этой волной полуволны λ/2.

В соответствии с законом преломления sin i = n^.sin r получаем cos r = и выражение (1) принимает вид: ∆ =

Т аким образом, в случае когерентности волн 1 и 2 и при их соответствующем наложении получаем условие наблюдения максимумов I_max отражения: = m^.λ или

(3) где m = 0; 1; 2;…- интерференционный порядок.

В случае падения света, распространяющегося в среде с показателем преломления n₁, на границу раздела со средой более плотной (n₂ > n₁) имеем условие наблюдения максимумов интенсивности в отраженном свете: = m(n₁^.λ₁) (4)

и ли с учетом, что длина волны света в вакууме λ₀ = n₁^.λ₁:

(4′)

Условие минимумов интенсивности в отраженном свете:

( 5)

или (5′)

Вопрос 48. Дифракция. Виды дифракции. Принцип Гюйгенса-Френеля.

Дифракция Фраунгофера наблюдается в том случае, когда источник света и точка наблюдения бесконечно удалены от препятствия, вызывающего дифракцию

Вопрос 49. Метод зон Френеля. Расчет амплитуды и интенсивности. Векторная диаграмма.

Вопрос 50. Дифракция Фраунгофера на щели. Условия минимумов и максимумов в дифр. Картине, расчет амплитуды в центре экрана.

Вопрос 51. Дифракция Френеля на круглом отверстии. Условия минимумов и максимумов в дифракционной картине, расчёт амплитуды в центре экрана.

Вопрос 52. Предельный переход от волновой оптики к геометрической и условия наблюдения видов дифракции.

Геометрическая оптика является приближенным придельным случаем, в который переходит волновая оптика, когда длинна световой волны стремится к нулю.

У словием применимости геометрической оптики является малость изменения амплитуды и ее первых пространственных производных на протяжении длинны волны

В противном случае могут возникать отступления от геометрической оптики. Это происходит на :

А) на границе геометрической тени.

Б) Вблизи фокуса, т.е геометрической точки схождения лучей.

В)При распространении в среде с резко меняющимся показателем преломления.

Г) В сильно поглощающих средах ( металлах)

Основу геом оптики составляют 3 закона:

1. з-н прямолинейного распространения света (в однородной среде)

2. з-н отражения света- угол падения = углу отражения

3. з-н преломления света: при преломлении света на границе раздела 2х изотропных сред с показателями n₁ и n₂ выполняется условие

n₁ sinφ₁ =n₁ sinφ₁

Дифракция Фраунгофера - источник света S и точка наблюдения P находятся далеко от препятствия

Дифракция Френеля - S и P близко

Дифракцией света называется явление отклонения света от прямолинейного направления распространения при прохождении вблизи препятствий

Для наблюдения явления дифракции необходима модель дифракционной решетки, т.е. близкорасположенные оч. тонкие непрозрачные палочки. Примерами дифракционных решеток могут служить человеческие ресницы. Помимо решетки и источника света нужен экран, на который будет проецироваться картинка.