Контрольные вопросы

1. В чём заключается явление интерференции?

2. Какие источники называются когерентными?

3. Что называется оптической разностью хода?

4. В чём состоит условие максимумов и минимумов при интерференции?

5. Рассмотрите интерференцию на плоскопараллельной пластине (полосы равного наклона) или пленке в отраженном свете в случае:

   1. нормального падения падающих на пленку лучей,

   2. падения лучей под углом.

6. Как влияет на оптический путь луча его отражение

   1. от оптически более плотной среды?

   2. от оптически менее плотной среды?

7. Постройте ход лучей при отражении от толстой стеклянной пластины. Сделайте чертеж и объясните, почему интерференционная картина в данной работе состоит из ряда тёмных и светлых колец.

8. Рассмотрите интерференцию на клине (полосы равной толщины).

9. Как явление интерференции применяется в очень точных приборах, называемых интерферометрами? Для чего применяются эти приборы?

Индивидуальные задания

Задание 1. Сколько длин волн монохроматического света с частотой колебаний Гц уложится на пути длиной мм: 1) в вакууме; 2) в стекле? Ответ: ,

Задание 2.

Определить длину отрезка ,на котором укладывается столько же длин волн монохроматического света в вакууме, сколько их укладывается на отрезке мм в стекле. Показатель преломления стекла мм. Ответ: мм.

Задание 3. Какой длины путь пройдет фронт волны монохроматического света в вакууме за то же время, за какое он проходит путь длиной м в воде? Ответ: м.

З адание 4. На пути световой волны, идущей в воздухе, поставили стеклянную пластинку, толщиной мм. На сколько изменится оптическая длина пути, если волна падает на пластинку: 1) нормально; 2) под углом .Ответ: Увеличится: 1) на 0,5 мм; 2) на 0,548 мм.

Задание 5. Два параллельных пучка световых волн I и II падают на стеклянную призму с преломляющим углом и после преломления выходят из нее (рис. 1). Найти оптическую разность хода световых волн после преломления их призмой. Ответ: =1,73 см.

Задание 6.

Оптическая разность хода двух интерферирующих волн монохроматического света равна . Определить разность фаз . Ответ: .

Задание 7. Найти все длины волн видимого света (от 0,76 до 0,38 мкм), которые будут: 1) максимально усилены; 2) максимально ослаблены при оптической разности хода интерферирующих волн, равной 1,8 мкм. Ответ: 1) 0,6 и 0,45 мкм; 2) 0,72; 0,51 и 0,4 мкм.

Задание 8.

В просветленной оптике для устранения отражения света на поверхность линзы наносится тонкая пленка вещества с показателем преломления 1,26, меньшим, чем у стекла. При какой толщине пленки отражение света от линзы не будет наблюдаться? Длина волны падающего света 0,55 мкм, угол падения . Ответ: мкм; мкм и т.д.

Задание 9.

На мыльную пленку ( ), находящуюся в воздухе, падает нормально пучок лучей белого света. При какой наименьшей толщине пленки отраженный свет с длиной волны мкм окажется максимально усиленным в результате интерференции? Ответ: d_min = 0,1 мкм.

Задание 10.

Плоскопараллельная стеклянная пластинка толщиной мкм и показателем преломления помещена между двумя средами с показателями преломления и (рис. 2). Свет с длиной волны мкм падает нормально на пластинку. Определить оптическую разность хода волн и , отраженных от верхней и нижней поверхностей пластинки, и указать, усиление или ослабление интенсивности света происходит при интерференции в следующих случаях:

Ответ: м – усиление. м – усиление. м – ослабление. м – ослабление.

Задание 11.

Пучок монохроматических ( мкм) световых волн падает под углом на находящуюся в воздухе мыльную пленку ( ). При какой наименьшей толщине пленки отраженные световые волны будут максимально ослаблены интерференцией? максимально усилены?

Ответ: 1) мкм; 2) мкм.

Задание 12.

На плоскопараллельную пленку с показателем преломления под углом падает параллельный пучок белого света. Определить, при какой наименьшей толщине пленки зеркально отраженный свет наиболее сильно окрасится в желтый свет ( мкм). Ответ: нм.

Задание 13.

Для уменьшения потерь света при отражении от стекла на поверхность объектива нанесена тонкая прозрачная пленка . При какой наименьшей толщине ее произойдет максимальное ослабление отраженного света, длина волны которого приходится на среднюю часть видимого спектра мкм)? Считать, что лучи падают нормально к поверхности объектива. Ответ: d_min = 0,1 мкм.

Задание 14.

На тонкий стеклянный клин ( ) падает нормально монохроматический свет. Двугранный угол между поверхностями клина равен 2. Определить длину световой волны , если расстояние между смежными интерференционными максимумами в отраженном свете равно 0,3 мм. Ответ: =541 нм.

Задание 15.

На тонкий стеклянный клин в направлении нормали к его поверхности падает монохроматический свет ( нм). Определить угол между поверхностями клина, если расстояние между смежными интерференционными минимумами в отраженном свете равно 4 мм. Ответ: = .

Задание 16.

Две плоскопараллельные стеклянные пластинки образуют клин с углом . Пространство между пластинками заполнено глицерином. На клин нормально к его поверхности падает пучок монохроматического света с длиной волны нм. В отраженном свете наблюдается интерференционная картина. Какое число темных интерференционных полос приходится на 1 см длины клина? Ответ: см^-1.

Задание 17.

Между двумя плоскопараллельными стеклянными пластинками заключен очень тонкий воздушный клин. На пластинки нормально падает монохроматический свет мкм). Определить угол между пластинками, если в отраженном свете на протяжении см наблюдается интерференционных полос.

Ответ: φ = 5·10^-4 рад ≈ 1°43′.

Библиографический список

Трофимова Т.И. Интерференция света./Т.И.Трофимова //Курс физики:Учеб.--М; 2000.--Гл.22.,§170-175.--С.316-331.