Вопрос 7
Тонкой называют пленку, толщина которой сравнимо с длиной падающей волны. Интерференцию света по методу деления амплитуды во многих отношениях наблюдать проще, чем в опытах с делением волнового фронта. Один из способов, использующих такой метод, – опыт Поля.
В опыте Поля свет от источника S отражается двумя поверхностями тонкой прозрачной плоскопараллельной пластинки (рис. 8.7).
В любую точку P, находящуюся с той же стороны от пластинки, что и источник, приходят два луча. Эти лучи образуют интерференционную картину.
Рис. 8.7
Для определения вида полос можно представить себе, что лучи выходят из мнимых изображений S1 и S2 источника S, создаваемых поверхностями пластинки. На удаленном экране, расположенном параллельно пластинке, интерференционные полосы имеют вид концентрических колец с центрами на перпендикуляре к пластинке, проходящем через источник S. Этот опыт предъявляет менее жесткие требования к размерам источника S, чем рассмотренные выше опыты. Поэтому можно в качестве S применить ртутную лампу без вспомогательного экрана с малым отверстием, что обеспечивает значительный световой поток. С помощью листочка слюды (толщиной 0,03 – 0,05 мм) можно получить яркую интерференционную картину прямо на потолке и на стенах аудитории. Чем тоньше пластинка, тем крупнее масштаб интерференционной картины, т.е. больше расстояние между полосами.
Просветле́ние о́птики — это нанесение на поверхность линз, граничащих с воздухом, тончайшей плёнки или нескольких плёнок одна поверх другой. Это необходимо для увеличения светопропускания оптической системы.
Толщина просветляющего слоя (например, кремниевой кислоты) равняется 1/4 длины световой волны. В этом случае лучи,отражённые от её наружной и внутренней сторон, погасятся вследствие интерференции и их интенсивность станет равной нулю.
Наиболее подходящим материалом для просветляющей пленки является фторид бария.
В
первых просветлённых объективах
добивались понижения коэффициента
отражения для лучей зелёного участка
спектра (555 нм — область наибольшей
чувствительности человеческого глаза),
поэтому на отражение, стекла таких
объективов имели сине-фиолетовую или
голубовато-зелёную окраску («голубая
оптика»). Напротив, пропускание света
таким объективом максимально на этой
длине волны, что приводило к заметному
окрашиванию изображения.
Условие
минимума интерференции для падающего
и отражённого лучей:
где d
- толщина плёнки, n - показатель преломления
вещества плёнки. Из этого выражения
получается:
Кстати,
для максимального эффекта, показатель
преломления плёнки должен быть равен:
8) Интерференция на клине. Полосы равной толщины и равного наклона.
Интерференция на клине (полосы равной толщины).
Две поверхности, расположение под малым углом α, образуют систему получившую название клин. Клин имеет разную толщину, а поэтому при освещении поверхности клина монохроматическим светом на поверхности клина будут наблюдаться интерференционные максимумы и минимумы (смотри интерференцию на плёнке), т.к. в одних точках поверхности толщина клина соответствует условию наблюдению максимума, а в других – условию минимума.
Оп
ределим
ширину интерференционной полосы.
Пусть в точке А поверхности клина возникает максимум m-ого порядка. Толщина клина - dm+1. В точке В возникает максимум (m+1)-го порядка. Толщина плёнки в этом месте - dm+1. Условие наблюдения максимума при толщине dm и dm+1:
2dmn=(2m+1)λ/2; 2dm+1n=(2m+3) λ/2.
Вычтем из второго уравнения первое:
dm+1-dm – разность толщины клина в местах наблюдения m-ого и (m+1)-го максимумов. На рисунке 3. Из прямоугольника:
AB=Δy=BD/sinα,
Δy – ширина интерференционной полосы
Если
угол при вершине мал, то
α[рад].
Ширина интерференционного минимума или расстояния между соседними минимумами равна ширине интерференционного максимума.