Интерференция в тонких пленках

Оптическая разность хода, возникающая между двумя лучами от т.О до плоскости АВ: , где окружающей среды принят равным 1, λ₀ – длина световой волны в вакууме.

Из рисунка следует, что , а . Учитывая закон преломления , получим

В т. О отражение происходит от оптически более плотной среды. Поэтому фаза волны претерпевает изменение на π. Ее следует учесть, добавив к Δ (или вычтя из нее) половину длины волны в вакууме . В результате

. (2.9)

В т. Р будет интерференционный максимум, если

, (m = 0, 1, 2,…), (2.10)

и минимум, если

, (m = 0, 1, 2,…). (2.11)

Д ля данных , d и n каждому наклону i лучей соответствует своя интерференционная полоса (толщина пластинки должна быть мм). Интерференционные полосы, возникающие в результате наложения лучей, падающих на плоскопараллельную пластинку под одинаковыми углами, называются полосами равного наклона. Лучи, отразившиеся от верхней и нижней граней пластинки параллельны друг другу, и пересекаются в бесконечности, поэтому говорят, что полосы равного наклона локализованы в бесконечности. Для их наблюдения используют собирающую линзу и экран, расположенный в фокальной плоскости линзы. Если оптическая ось линзы перпендикулярна поверхности пластинки, то полосы равного наклона будут иметь вид концентрических колец с центром в фокусе линзы.

Интерференция при отражении от тонкого клина.

Л учи, отразившиеся от верхней и нижней плоскостей клина, уже не параллельны. Они накладываются друг на друга в некоторой точке над поверхностью клина. Оптическая разность хода будет определяться толщиной клина в месте падения на него луча. Таким образом, на экране появится система интерференционных полос. Каждая из таких полос возникает в результате отражения лучей от участков клина, имеющих одинаковую толщину, поэтому их называют полосами равной толщины. Так как верхняя и нижняя грани клина не параллельны, то лучи пересекаются вблизи пластинки, поэтому говорят, что полосы равной толщины локализованы вблизи поверхности клина. Отчетливость картины возрастает при переходе к вершине клина.

Как для полос равного наклона, так и для полос равной толщины положение максимумов зависит от длины волны . Поэтому система светлых и темных полос получается только при освещении монохроматическим светом. При наблюдении в белом свете интерференционная картина приобретает радужную окраску.

Интерферометры (см.)

Зеркало Френеля: Бипризма Френеля

Кольца Ньютона

Кольца Ньютона наблюдаются при отражении света от воздушного зазора, образованного плоскопараллельной пластинкой и соприкасающейся с ней плосковыпуклой линзой с большим радиусом кривизны. В результате при наложении отраженных лучей возникают полосы равной толщины, при нормальном падении света имеющие вид концентрических светлых и темных колец.

Считая коэффициент преломления прослойки =1 (воздух), для оптической разности хода лучей в отраженном свете получим