Оглавление

1. Интерференция света 4

1.1. Основные понятия и формулы 4

1.2. Рекомендации по решению задач. Ход (алгоритм) решения 7

1.3. Примеры решения задач 7

1.4. Вопросы и задачи для самоконтроля 13

1.5. Ответы на вопросы для самоконтроля по теме 21

«Интерференция света» 21

1.6. Ответы на задачи для самоконтроля по теме «Интерференция света» 22

1.7. Задачи для самостоятельного решения 23

2. Дифракция света 25

2.1. Основные понятия и формулы 25

2.2. Рекомендации по решению задач (алгоритм решения) 29

2.3. Примеры решения задач 29

2.4. Вопросы и задачи для самоконтроля 34

2.5. Ответы на вопросы для самоконтроля по теме «Дифракция света» 42

2.6. Ответы на задачи для самоконтроля по теме «Дифракция света» 45

2.7. Задачи для самостоятельного решения 45

3. Методические указания по выполнению домашних контрольных заданий 49

3.1. Оформление задания 49

3.2. Формы отчета о решении задач 49

1. Интерференция света

1. Основные понятия и формулы

При наложении когерентных волн происходит пространственное перераспределение светового потока, в результате наблюдается устойчивая картина чередования максимумов и минимумов интенсивности света.

Это явление называется интерференцией. Волны считаются когерентными, если разность фаз возбуждаемых ими колебаний постоянна во времени. (Подробнее смотри [1], §172, с. 276)

1. Оптический путь световой волны в среде

(1)

где – геометрический путь волны,

h – абсолютный показатель среды

2. Оптическая разность хода двух волн 2 и 1 в разных средах

(2)

3. Разность фаз , (3)

где – оптическая разность хода волн 2 и 1,

– длина световой волны в вакууме.

4. При наложении двух когерентных световых волн результирующая амплитуда E световой волны равна

(4)

где и – амплитуды колебаний интерферирующих волн,

– разность фаз колебаний этих волн.

5.Интенсивность световой волны пропорциональна квадрату амплитуды светового вектора

~ (5)

6. Интенсивность результирующей световой волны.

(6)

7. Условия максимального усиления интерферирующих волн

, (7)

, (8)

где – порядок интерференционного максимума или соответствующей интерференционной полосы.

8. Условия максимального ослабления интерферирующих волн

, (9)

, (10)

9. Без учета возможных отражений от оптически более плотной среды, оптическая разность хода  равна:

а ) в опыте Юнга (свет распространяется в вакууме)

; (11)

б) в опыте с тонкой пленкой

. (12)

10. Условия максимального усиления (max) и ослабления (min) при отражении (прохождении) от тонкой пластинки, находящейся в вакууме (не воздухе), с учетом потери полуволны при отражении света от оптически более плотной среды записываются в виде:

Отраженный свет Проходящий свет

max (13)

min (14)

11. Расстояние между полосами равной толщины (клин) определяется по формуле

(15)

где n – абсолютный показатель преломления вещества клина,

Ө – угол клина в радианах.

12. Расчет радиусов колец Ньютона осуществляется по выражениям:

для темных колец (16)

для светлых колец (17)

где – радиус линзы,

– длина волны в вакууме,

– абсолютный показатель преломления вещества клина.

13. Минимальная толщина пленки, используемой для “просветления оптики”, оценивается из соотношения

(18)

где n – абсолютный показатель преломления пленки.