Занятие 54. Интерференция света»

Занятие 54

«Интерференция света»

1. Сложение волн.

Сложение в пространстве волн, при котором образуется постоянное распределение во времени и пространстве амплитуд результирующих колебаний называется интерференцией.

Для образования интерференции необходимо , чтобы источники волн имели одинаковую частоту, и разность фаз их колебаний была постоянной.

Источники, удовлетворяющие этому условию, называются когерентными.

2. Условия максимума и минимума интерференции.

Результат сложения волн , приходящих в точке М, зависит от разности хода (фаз) между ними.

Если разность фаз равна целому числу длин волн, то амплитуда колебаний в данной точке максимальна, т.е. разность фаз рана о или 2π. Δd=k λ, где Δd- разность хода, λ- длина волны.

Если на отрезке Δd укладывается половина длины волны , т.е. разность фаз π (колебания происходят в противофазе), то амплитуда колебаний среды в данной точке минимальна

Δd=(2к+1)λ/2.

Если разность хода принимает промежуточные значения между λ и λ/2/, то и амплитуда результирующего колебания принимает промежуточное значение между удвоенной амплитудой и нулем.

3. Интерференция света.

Свет от обычных источников излучается цугами, т.е. несогласованно. Для наблюдения интерференции света источники должны давать когерентные волны. Для получения таких волн пучок света от одного источника разбивают на два , и эти пучки проводят по разным путям, чтобы создать разность хода. Затем пучки сводят на экране (сетчатке глаза) и наблюдают интерференцию картину.

А) интерференция в тонких пленках.

Пусть световой луч падает на поверхность тонкой пленки. Часть его отражается -луч 1 , часть –преломляется , доходит до нижнего края пленки, отражается и возвращается в воздух-луч2. Луч 1 и луч 2 – когерентны, т .к. части одного луча. Разность хода составляет 2h, где h- толщина пленки. Если 2 h кратно λ, то наблюдается максимум, если кратно λ/2 – наблюдается минимум.

Пленка окрашена, т.к. для различного цвета длина волны своя, и в разных частях тощина пленки меняется. В разных частях пленки выполняется условие максимума для разных длин волн.

Б) Кольца Ньютона

Установка Ньютона . Плосковыпуклая стеклянная линза с большим радиусом кривизны (1-2 м), положенная на плоскую стеклянную пластинку. Между ними образуется токая воздушная прослойка переменной толщины. В ней-то и возникает интерференция света. Интерференционные полосы представляют собой концентрические окружности.

4. Применение интерференции.

А) Проверка качества обработки поверхностей 9 создают тонкую клиновидную пленку на поверхности исследуемого образца. Неровности вызовут искривление интерференционных полос)

Б)Просветление оптики

Для устранения отражения на линзы наносят тонкую пленку с показателем преломления меньше, чем у стекла, толщиной h=λ/4, чтобы для средней части спектра длин волн выполнялся минимум.