Лекция 6

1. Сегодня: пятница, 12 сентября 2014 г. Содержание лекции: Лекция 6 6.1. Интерференция в тонких пленках; 6.2.Интерференция от плоскопараллельных пласти (полосы равного наклона); 6.3.Интерференция от пластинки переменной толщины(полосы равной толщины); 6.4. Кольца Ньютона; 6.5. Применение интерференции света. Тема: ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ В ТОНКИХ ПЛЕНКАХ

2. 6.1 Интерференция в тонких пленках В природе неоднократно можно наблюдать радужное окрашивание тонких пленок (масляные пленки на воде, мыльные пузыри, оксидные пленки на металлах), возникающее в результате интерференции света, отраженного двумя поверхностями пленки. Пусть на плоскопараллельную прозрачную пленку с показателем преломления пи толщиной dпод углом i(рис. 6.1) падает плоская монохроматическая волна (для простоты рассмотрим один луч). На поверхности пленки в точке Олуч разделится на два: частично отразится от верхней поверхности пленки, а частично преломится. Преломленный луч, дойдя до точки С, частично преломится в воздух (n0 = 1), а частично отразится и пойдет к точке В. Здесь он опять частично отразится (этот ход луча в дальнейшем из-за малой интенсивности не рассматриваем) и преломится, выходя в воздух под углом i.Вышедшие из пленки лучи 1 и 2, образовавшиеся в результате отражения от верхней и нижней поверхностей пленки, когерентны между собой. Если на их пути поставить

3. Рисунок 7.9 Рис. 6.1

4. плюс. Согласно рис. 6.1, ОС=СВ= d/cosr, ОА =OBsini= 2dtgr·sin i. Учитывая для данного случая закон преломления sini= nsinr, получим С учетом потери полуволны для оптической разности хода получим (6.1.1) В точке Рбудет максимум, если (6.1.2) и минимум, если (6.1.3)

5. Рис. 6.2

8. Рис. 6.3

9. Рис. 6.4. а-световые лучи, отражаясь от верхней и нижней поверхностей тонкого воздушного клина, интерферируют и образуют светлые и темные полосы: б-интерференционная картина, наблюдаемая в случае оптически плоских стеклянных пластин; в-интерференционная картина, наблюдаемая в случае неплоских пластин.

10. Рис. 6.5

13. Рис. 6.6

16. Рис. 6.7

18. равной λ0/4), нанесенной на отражающую поверхность (рис. 6.8). Можно показать, что на границе раздела пленок (между двумя слоями ZnS с большим показателем преломления пхнаходится пленка криолита с малым показателем преломления n2) Рис. 6.8

23. величину т0при известных l, п0и λ, можно вычислить пхили изменение пх-п0. Например, при смещении интерференционной картины на 1/5 полосы при l = 6 см и λ= 0,5 мкм пх-п0 = 6-6, т.е. интерференционные рефрактометры позволяют измерять изменение показателя преломления с очень высокой точностью (до 1/600000). Применение интерферометров очень многообразно. Кроме перечисленного, они применяются для изучения качества изготовления оптических деталей, для измерения углов, для исследования быстропротекающих процессов, происходящих в воздухе, обтекающем летательные аппараты, и т. д. Применяя интерферометр, Майкельсон впервые провел сравнение международного эталона метра с длиной стандартной световой волны. С помощью интерферометров исследовалось также распространение света в движущихся телах, что привело к фундаментальным изменениям представлений о пространстве и времени.