Двухлучевые интерференционные схемы

Явления интерференции наблюдаются не только в лабораторных условиях, но и в повседневной жизни. Например, интерференция в тонких пленках. Это явление возникает за счет наложения когерентных волн, отраженных от двух границ раздела сред. Поэтому называют двухлучевой интерференцией.

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ В ТОНКИХ ПЛЕНКАХ (ПЛАСТИНКАХ)

Рассмотрим плоскую монохроматическая волна, которая падает на границы раздела двух сред с показателями преломления n ₁ и n ₂. Считаем для определенности, что n ₂ > n ₁. Обозначим d толщину пленки (пластинки), – угол падения плоской монохроматической волны, – ее угол преломления. Когда волна достигает границы раздела первой и второй среды фронт волны лежит в плоскости АВ. Интерференция наблюдается вследствие наложения волн 1” и 2’ (интерференция в отраженном свете). Оптическая разность хода: , где , , величина ( – длина световой волны в среде с показателем преломления n ₁) в оптической разности хода возникает за счет отражения от оптически более плотной среды луча 2. Из построений на рисунке следует:

, , , но . Следовательно: , . Поскольку (где – длина световой волны в вакууме), то:

Из полученных соотношений в случае отраженного света следует:

– условие максимума; – условие минимума.

Аналогично можно получить условия максимума и минимума для наблюдения явления интерференции в проходящем свете (при этом в оптическую разность хода, вследствие отсутствия в рассматриваемом случае лучей, отраженных от оптически более плотной среды, не будет входить слагаемое :

– условие минимума; – условие максимума.

Возможность ослабления отраженного света вследствие интерференции в тонких пленках широко используется в современных оптических приборах. Для этого на передние поверхности линз и призм наносятся тонкие прозрачные пленки, у которых линз и призм. Такая оптика получила название просветленной оптики. Наиболее полное взаимное гашение волн при выполнении .

КОЛЬЦА НЬЮТОНА

Кольца Ньютона относятся к частному случаю наблюдения интерференции – полосам равной толщины. Интерференция в отраженном свете наблюдается при наложении световых волн при отражении от верхней и нижней границ воздушного промежутка между линзой и пластиной. При наблюдении интерференции в отраженном свете в центре наблюдается минимум, поскольку в этом случае геометрическая разность хода равна нулю, а оптическая разность хода равна (один из лучей отражается от границы раздела оптически менее плотной среды с более плотной).

Наоборот, для интерференции световых лучей в проходящем свете в центре наблюдается максимум, поскольку в этом случае оптическая и геометрическая разности хода равны нулю.

Для интерференции в отраженном свете оптическая разность хода определяется соотношением Из рисунка видно, что треугольники EOD и EDM подобны. Поэтому: . Но DO = EF, DE=r. Т.к. , то . Отсюда , оптическая разность хода .

Следовательно, в отраженном свете:

при наблюдается максимум;

откуда – радиусы светлых колец;

при наблюдается минимум;

откуда – радиусы темных колец.

Для интерференции в проходящем свете можно получить:

– радиусы тёмных колец;

– радиусы светлых колец.

Дата добавления: 2015-06-04