Интерференция света в тонких пленках

Просветленная оптика.

Образование когерентных волн и интерференции происходит также при попадании света на тонкую пластинку или плёнку.

Опуская вывод, запишем условие максимума интерференции:

(I)

Для минимума имеем:

(II)

В этих условиях учтено, что при отражении света от среды оптически более плотной имеет место потеря половины длины волны.

Приведение формулы соответствуют интерференции в отраженном свете.

Интерференция в проходящем свете через пластинку показана на рис.2; изображены только те лучи, которые необходимы для понимания явления.

При интерференционных исследованиях обычно создают условия, при которых имеет место очень постепенное и равномерное изменение или толщины пластинки, или угла падения света. При этом интерференционная картина принимает вид чередующихся параллельно светлых и темных полос при монохроматическом свете и спектрально окрашенных при белом. В 1-ом случае полосы соответствуют точкам пластинки с одинаковой толщиной и называются полосами равной толщины, во втором - точкам падения лучей под одинаковым углом и называются полосами равного наклона. Ширина полос зависит от толщины пластинки; чем тоньше пластинка, тем шире полосы.

Интерференция при отражении наблюдается более отчетливо, чем в проходящем свете, что обусловлено существенным различием интенсивностей отраженного и проходящего лучей. Т.е. при отражении имеет место приближенное равенство амплитуд интерферирующих лучей, а при интерференции в проходящем свете интерферируют волны с существенно различными амплитудами, поэтому максимумы и минимумы мало отличаются друг от друга и интерференция слабо, заметна.

При освещении параллельным монохроматическим пучком света тонкой плоскопараллельной пластинки под некоторым углом, эта пластинка в отраженном свете выглядит яркой или темной.

В реальных условиях падающий пучок не является строго параллельным и не имеет одного определенного угла a. Такой небольшой разброс a при значительной толщине пластины d может приводить к существенному различию левых частей в формулах (I) и (II), и условиях максимума и минимума не будут выдержаны для всех лучей пучка света. Это одно из соображений, поясняющих причину интерференции, которую можно наблюдать лишь в тонких пластинах и плёнках.

Интерференция света в тонких плёнках имеет практическое применение, например, при изготовлении просветленной оптики. В объективах оптических приборов происходит значительная потеря световой энергии, отраженной поверхностями линз, вследствие чего уменьшается доля энергии, поступающая к регистрирующим устройствам - глазу, фотопластинке и т.д. В связи с этим поверхности оптических систем покрывают тонким слоем окислов металлов так, чтобы для некоторой средней, для данной области спектра, длины волны был минимум интерференции в отраженном свете. В результате возрастает доля прошедшего света. Покрытие оптических поверхностей специальными пленками называют просветлением оптики, а сами оптические изделия с такими покрытиями - просветленной оптикой.

Вопрос 6. 13 минут.

Дата добавления: 2014-01-14