Министерство образования и науки Украины

Харьковский Национальный Экономический университет

Кафедра физики

Индивидуальное домашнее задание

По теме: «Оптика»

По дисциплине «Физика»

Выполнила:

Студентка 1 курса 2 группы

Сечкина Надежда

Проверила:

Бондаренко Елена Алексеевна

Харьков, 2006

Содержание

Постановка задачи _____________________________________________3

Основные определения темы ____________________________________3

Освещение темы

Интерференция света. Получение когерентных лучей ____________4

Методы наблюдения интерференции света _____________________5

Интерференционная картина в клине переменной толщины _______5

Кольца Ньютона ___________________________________________6

Решение задачи ________________________________________________8

Список литературы ____________________________________________9

Постановка задачи:

Установка для наблюдения колец Ньютона освещается монохроматическим светом, падающим нормально. При заполнении пространства между линзой и стеклянной пластинкой прозрачной жидкостью радиусы тёмных колец в отражённом свете уменьшились в 1,21 раза. Определить показатель преломления жидкости.

Для решения поставленной задачи необходимо изучить тему «Интерференция света».

Основные определения и понятия темы:

Интерференция – явление сложения когерентных световых потоков, приводящее к образованию чередующихся светлых и тёмных полос.

Когерентными называются волны одинаковой частоты (или длины волны), которые приходят в данную точку с постоянной разностью фаз.

Получить когерентные лучи на практике можно разделением волны на две части каким-либо способом: с помощью экранов и щелей, зеркал и преломляющих тел.

Монохроматическая («одноцветная») волна - это электромагнитная волна, в которой колебания происходят с одной строго постоянной частотой ۷.

Освещение темы Интерференция света. Получение когерентных лучей

Как же создать условия, при которых наблюдались бы интерференционные явления? Как, пользуясь обычными некогерентными излучателями света, создать взаимно когерентные источники?

Э

Рисунок 1 - Схема получения когерентных волн

то возможно, если заставить волну, излучаемую отдельным атомом, интерферировать саму с собой. Например: (рис. 1) луч в точке А падает на границу двух сред и раздваивается. Часть волны отражается и после ряда последующих отражений и преломлений приходит в точку В, пройдя путь с общей длинной l₁. друга часть волны преломляется и после ряда последующих отражений и преломлений приходит в ту же точку В, с общей длинной пути l₂. в точке А обе части волны имели одинаковую фазу колебаний, но в точку В, благодаря разности хода l₂ - l₁, они придут в различной фазе.

Разность фаз между обеими волнами будет постоянной и не зависящей от начальной фазы волны.

(1)

Если один из лучей часть пути l₀ проходит в вакууме, а другую часть l – в среде с показателем преломления n (Рисунок 2) , то следует учесть изменение длины волны, происходящее при переходе света из вакуума в среду. Если обозначить через

длину волны в вакууме, то длина волны в среде уменьшиться и будет равна

Рисунок 2 – Схема прохождения волны через среду с показателем преломления n

Изменение фазы этого луча при прохождении всего пути равно

(2)

Таким образом, для расчёта интерференционных явлений существенен не геометрический ход луча l₀+l , а оптическая длина пути l₀+nl, учитывающая, сколько длин волн укладывается на пути луча при прохождении его через разные среды.

Если в точку А приходил белый свет , то при одинаковой разности хода l₂+l₁ в точке В разность фаз φ₁ – φ₂ для различных составляющих его монохроматических волн (разные λ) будет различна. Лучи одних цветов в точке В будут усиливать друг друга, а лучи других цветов – ослаблять. В результате свет приходящий в точку В, будет уже не белым, а окрашенным тот или другой цвет. Эта окраска будет различна в разных точках пространства.

Интерференционные максимумы и минимумы для лучей разного цвета будут пространственно разделены, и мы будем наблюдать интерференционные спектры.