18. Интерференция света в тонких пленках. Полосы равной толщины. Полосы равного наклона. Кольца Ньютона. Применение интерференции света. Интерферометры.

Интерференция в тонких пленках. При падении световой волны на тонкую прозрачную пластинку (или пленку) происходит отражение от обеих поверхностей пластинки. В результате возникают 2 световые волны, которые при известных условиях могут интерферировать.

Итак, при падении на пластинку плоской волны образуется 2 отраженные волны, разность хода которых определяется формулой:

Плоскопараллельная пластинка. Условие временной когерентности:

, где h – толщина пластинки

Условие соблюдения пространственной когерентности: толщина пластинки должна быть меньше радиуса когерентности света.

Интерференционные полосы, возникающие в результате наложения лучей, падающих на плоскопараллельную пластинку под одинаковыми углами, называются полосами равного наклона.

Пластинки переменной толщины. Освещенность экрана будет неравномерной – на экране появятся светлые и темные полосы. На экране возникает система интерференционных полос: каждая из полос возникает при отражении от мест пластинки, имеющих одинаковую толщину.Интерференционные полосы, возникающие в результате интерференции от мест одинаковой толщины, называются полосами равной толщины.

Кольца Ньютона. Они наблюдаются при отражении света от воздушного зазора, образованного плоскопараллельной пластинкой и соприкасающейся с ней плосковыпуклой линзой с большим радиусом кривизны (роль тонкой пленки, от поверхности которой отражаются когерентные волны, играет воздушный клиновидный зазор). Параллельный пучок света падает нормально на плоскую поверхность линзы и частично отражается от верхней и нижней поверхностей воздушного зазора между линзой и пластинкой. При наложении отраженных лучей возникают полосы равной толщины, при нормальном падении света имеющие вид концентрических окружностей. Радиус колец Ньютона (четным m соответствуют радиусы светлых колец, нечетным – темных):

Применение интерференции света.

Интерференция при отражении от тонких пленок лежит в основе просветления оптики. Прохождение света через каждую преломляющую поверхность линзы сопровождается отражением примерно 4% падающего света. В сложных объективах такие отражения совершаются многократно и суммарная потеря светового потока достигает заметной величины. Кроме того, отражения от поверхностей линз приводят к возникновению бликов. В просветленной оптике для устранения отражения света на каждую свободную поверхность линзы наносится тонкая пленка вещества с показателем преломления иным, чем у линзы. Толщина пленки подбирается так, чтобы волны, отраженные от обеих поверхностей, погашали друг друга. Особенно хороший результат достигается в том случае, если показатель преломления пленки равен корню квадратному из показателя преломления линзы.

Интерферометр — измерительный прибор, принцип действия которого основан на явлении интерференции. Принцип действия интерферометра заключается в следующем: пучок электромагнитного излучения (света, радиоволн и т. п.) с помощью того или иного устройства пространственно разделяется на два или большее количество когерентных пучков.