47. Интерференция когерентных точечных источников. Методы осуществления интерференции. Осуществление интерференции по методу деления волнового фронта. Схемы Юнга, Френеля, Ллойда.
Рассмотрим интерференцию от двух одинаковых точечных источников, расположенных в разных местах и испускающих гармонические бегущие волны одинаковой частоты в открытую однородную среду. Например, это два стержня, касающиеся поверхности воды. Если под действием одной и той же внешней силы стержни будут совершать вертикальные колебания, то на поверхности воды будут возникать волны поверхностного натяжения. Т.к. возмущающая сила одинакова для обоих стержней, разность их фаз постоянна. В этом примере нам необходим «детектор», воспринимающий волны, например, кусок пробки, плавающий на поверхности воды.
Для осуществления интерференции света необходимо получить когерентные световые пучки, для чего применяются различные приемы. До появления лазеров во всех приборах для наблюдения интерференции света когерентные пучки получали разделением и последующим сведением световых лучей, исходящих из одного и того же источника. Практически это можно осуществить с помощью экранов и щелей, зеркал и преломляющих тел.
Деление волнового фронта осуществляется с помощью оптического клина либо зеркала, помещенного на пути части пучка.
Правомерность деления волнового фронта на зоны Френеля подтверждена экспериментально. Если поместить зонную пластинку на расстоянии А от точечного источника и на расстоянии Б от точки наблюдения на линии, соединяющей эти две точки, то для света длиной волны К она перекроет четные зоны и оставит свободными нечетные начиная с центральной.
Схема деления волнового фронта и осуществления интерференции с помощью зеркала Ллойда:
Одна часть волнового фронта от источника S падает непосредственно на экран В, а другая - после отражения от зеркала А В области пересечения фронтов происходит интерференция.
Схема Юнга.
Схема Френеля.
Схема Ллойда.
48. Осуществление интерференции по методу деления амплитуды. Интерференция в тонких плёнках. «Просветление» оптики.
В схемах интерференции света с амплитудным делением волнового поля излучение первичного источника делится полупрозрачными границами раздела оптических сред. Так, например, возникает широко распространённая в естественных условиях интерференция в тонких плёнках, ответственная за радужное окрашивание масляных пятен на воде, мыльных пузырей, крыльев насекомых, окисных плёнок на металлах и др. Во всех этих случаях имеет место интерференция, отражённого двумя поверхностями плёнок. В тонких плёнках переменной толщины при освещении протяжённым источником света картина интерференциальных полос воспринимается локализованной на поверхности плёнки, причём данная интерференц. полоса соответствует фиксированной толщине плёнки. Яркое интерференц. окрашивание возникает только для весьма тонких плёнок толщиной порядка длины волны, т. е. в низких порядках интерференции. Для более толстых плёнок и. к. видна при освещении монохроматизированным светом, напр, в свете натриевой лампы низкого давления. В тонких плёнках строго постоянной толщины (с точностью до малых долей длины волны) одинаковую разность хода приобретают при отражении от двух поверхностей плёнки лучи, падающие на плёнку под фиксированным углом. Эти лучи в фокальной плоскости линзы образуют и. к. полос равного наклона. Метод деления амплитуды широко применяется в разл. схемах интерферометров, в к-рых для разделения волновых полей используются спец. полупрозрачные зеркала. Для метода деления амплитуды характерно снижение ограничений на угл. размер источника света. Требования к монохроматичности света не зависят от способа деления волнового поля, определяясь только порядком интерференции.
Просветление оптики - это нанесение на поверхность линз, граничащих с воздухом, тончайшей плёнки или нескольких плёнок одна поверх другой. Это необходимо для увеличения светопропускания оптической системы. Показатель преломления таких плёнок меньше показателя преломления стёкол линз.
Просветляющие плёнки уменьшают светорассеяние и отражение падающего света от поверхности оптического элемента, соответственно улучшая светопропускание системы и контраст оптического изображения.