3.Интерференция света в тонких пленках.
Р
ассм.
интерф. возник. при освещение удал.
источником тонкого слоя пленок.
Оптич. длина пути света назыв приозввед. геометрич. длины пути l пройденного светом в среде, на показатель приломления среды S=nl
Оптич.
разность хода двух волн
назыв. разность оптич длин пути этих
волн.
Пусть на плоскопараллельную пластину толщиной d абсол. показатель преломления n, падает пучок света под углом α. Т.к. лучи 1 и 2 получены из одного луча, то они являются монохром, и когерент. Если эти лучи свести в одну точку, то они будут интерферировать.
Разность
хода приобр. Лучами 1и2 до того как они
сойдутся в точке С
При
будут наблюд мах, при
будет наблюд мин.
Разность хода лучей 1 и 2 завис от толщины пластинки, показ-ля прилом-я, угла пад-я и угла прилом-я.
Различают два вида интерф. картин:
Полосы равного наклона (цвет тонких пленок)
Полосы равной толщины (оптич клин, кольца Н)
Полосы равного наклона - интерф-е явления на плоска-парал пленках в парал пучке световых лучей при постоянном угле падения всех лучей.
Если
же пленка представляет собой клин(
)
то наблюд-я картина пред-ет собой полосы
равной толщины.
Классич примером явл-ся кольца Ньютона.
4.Кольца Ньютона.
К
лассическим
примером полос равной толщины являются
к.Н.Они наблюдаются при отражении света
от соприко-ся друг с другом плоскапал-ой
толстой стеклянной пластинки и
плоско-выпуклой линзы с большим радиусом
кривизны. Роль тонкой пленки ,от
поверхностей которой отраж-ся когерентные
волны, играет воздушный зазор между
пластинкой и линзой. При нормальном
падении света полосы равной толщины
имеют вид концентрических окружностей,
при наклонном падении- эллипсов.Найдем
радиусы колец Ньютона.
Так как радиус линзы R велик по сравнению
с r - радиусом интерференционных полос,
то угол падения света на внутреннюю
поверхность линзы i ≈ 0. Тогда геометрическая
разность хода с большой точностью равна
2b.
.Условие
мин
.Радиус
темных колец:
.Радиусы
колец ростут с увеличением длины
волны,зная радиусы колец и рад-сы кривизны
линзы, можно вычислить
длину световой волны:
При четном m кольца Ньютона темные, в частности при m = 0, r = 0 и в центре наблюдается темное пятно.Если m нечетное, то кольца светлые.
5.Применение интерференции.
Для измерения малых разн. расстояний или малых изменений оптических св-в среды применяют интерферометры. Эти приборы позв. разделить световой поток, обеспечить прохождение его частей по различным оптическим путям и затем осуществить схождение обеих частей потока, создающего доступную наблюдательную интерференцию. Рас-им интер-р Жамена, состоящий из двух плоскапарал. пластинок. Если пластины парал. друг другу и одинаковы, то разность хода обоих лучей =0. Малейшее изменение углов распр. одного из лучей меняет картину интерф., по ходу одного луча помещают кювет, заполняя его разными газами,
можно определить и показатель преломления.
Если изменять давление или темпер. в кювете,
то можно определить влияние на показатель преломления.
Рас-им интерф-р Майкельсона.
Луч света от монох-го источника падает на
раздел. пластинку P покрытую спереди
полупрозрачн. металич. слоем, после чего
раздв., так как один луч проход, пласт один раз, а второй 3 раза, то чтобы компен-ть разность хода лучей, ставят пластинку К на пути. В поле зрения наблюдают интерф., если сместить одно из зеркал на расст h, то возникнет дополнительная разность хода 2h, что измен картину интерф, таким обр. можно измер. очень малые измен оптич путей обоих лучей. Интерф. Майкельсона облад. весьма большой чувств-ю. С его помощью исследов. влияние движ. Земли на скорость распр. света.
Явление интерференции света находит широкое применение в современной технике. Одним из таких применений является создание "просветленной" оптики. Другим применением явления интерференции является получение хорошо отражающих покрытий, необходимых во многих отраслях оптики. И. с. широко используется при спектральном анализе для точного измерения расстояний и углов, в рефрактометрии, в задачах контроля кач-ва поверхностей, для создания светофильтров, зеркал, просветляющих покрытий и др.; на явлениях И. с. основана голография. Важный случай И. с. - интерференция поляризованных лучей.