Методические указания к лабораторным работам по курсу общей физики (Оптика и атомная физика). Часть 2. Либерман З.А - 13 стр.

UptoLike

Рубрика: 

13
следовательно, и разности хода лучей. Поэтому в данном случае
следует рассматривать оптическую разность хода лучей .
(
)
(
)
.2/
λ
+
+
=
CDnBCABl
(8)
Слагаемое λ /2 появляется в связи с тем, что луч 2 отражается (в точке
С ) от оптически более плотной среды , его фаза изменяется на π , что
соответствует дополнительной разности хода λ /2. Луч 1 отражается (в точке
В ) от оптически менее плотной среды , его фаза не изменяется .
Если разность хода равна целому числу длин волн λ падающего света ,
то лучи 1 и 2 максимально усилят друг друга . Нетрудно усмотреть, что при
( при данном значении α ) такой результат интерференции будет иметь место
не только для точки С , но и для всех других точек поверхности пленки.
Поэтому глазу , аккомодированному на поверхность пленки, вся пленка
представится ярко освещенной . Если же
l
равно нечетному числу
полуволн , то все отраженные от ее поверхности лучи взаимно погасятся и
пленка будет казаться темной .
Таким образом, изменяя угол падения α , мы увидим пленку
попеременно то светлой , то темной .
До сих пор мы имели дело с плоскопараллельной пленкой .
Рассмотрим теперь пленку переменной толщины , например,
клинообразную (рис .5). В отраженном свете поверхность такой пленки уже
не покажется равномерно освещенной , так как разность хода лучей ,
интерферирующих в различных (по толщине) местах пленки, будет
неодинаковой . Эта разность сохраняется постоянной только вдоль линий ,
параллельных ребру клина , и убывает в направлении от основания к ребру
( рис .5 а). Поэтому поверхность клинообразной пленки представится
покрытой чередующимися светлыми и темными полосами , параллельными
ребру клина (рис .5 б ). Очевидно, что чем больше угол клина θ , тем быстрее
изменяется разность хода лучей вдоль клина и тем чаще расположены
интерференционные полосы .
При использовании белого света интерференционные полосы
несколько расширяются , приобретая радужную окраску. Это объясняется
зависимостью разности хода от длины волны : в каждой светлой полосе
максимумы для различных длин волн располагаются раздельно.
В отличие от клинообразной пленки у пленки со случайным
распределением толщины интерференционные полосы могут иметь самую
разнообразную криволинейную форму . При освещении этой пленки белым
светом возникает весьма причудливая по форме и расцветке
интерференционная картина . Такую картину дают мыльные пленки,
нефтяные пятна на поверхности воды , крылья мелких насекомых, жировые
налеты на стекле и другие тонкие пленки толщиной порядка 10
-4
см. В
более толстых пленках цветные интерференционные полосы оказываются
б
Рис .5
                                    13
следовательно, и разности хода лучей. Поэтому в данном случае
следует рассматривать оптическую разность хода лучей.
                     ∆ =(AB +BC )n −(CD +λ / 2).                        (8)
      Слагаемое λ/2 появляется в связи с тем, что луч 2 отражается (в точке
С) от оптически более плотной среды, его фаза изменяется на π, что
соответствует дополнительной разности хода λ/2. Луч 1 отражается (в точке
В) от оптически менее плотной среды, его фаза не изменяется.
      Если разность хода равна целому числу длин волн λ падающего света,
то лучи 1 и 2 максимально усилят друг друга. Нетрудно усмотреть, что при
(при данном значении α) такой результат интерференции будет иметь место
не только для точки С, но и для всех других точек поверхности пленки.
Поэтому глазу, аккомодированному на поверхность пленки, вся пленка
представится ярко освещенной. Если же ∆ равно нечетному числу
полуволн, то все отраженные от ее поверхности лучи взаимно погасятся и
пленка будет казаться темной.
      Таким образом, изменяя угол падения α, мы увидим пленку
попеременно то светлой, то темной.
      До сих пор мы имели дело с плоскопараллельной пленкой.
Рассмотрим     теперь    пленку     переменной      толщины,     например,
клинообразную (рис.5). В отраженном свете поверхность такой пленки уже
не покажется равномерно освещенной, так как разность хода лучей,




                       а             Рис.5                     б
интерферирующих в различных (по толщине) местах пленки, будет
неодинаковой. Эта разность сохраняется постоянной только вдоль линий,
параллельных ребру клина, и убывает в направлении от основания к ребру
(рис.5 а). Поэтому поверхность клинообразной пленки представится
покрытой чередующимися светлыми и темными полосами, параллельными
ребру клина (рис.5 б). Очевидно, что чем больше угол клина θ, тем быстрее
изменяется разность хода лучей вдоль клина и тем чаще расположены
интерференционные полосы.
      При использовании белого света интерференционные полосы
несколько расширяются, приобретая радужную окраску. Это объясняется
зависимостью разности хода от длины волны: в каждой светлой полосе
максимумы для различных длин волн располагаются раздельно.
      В отличие от клинообразной пленки у пленки со случайным
распределением толщины интерференционные полосы могут иметь самую
разнообразную криволинейную форму. При освещении этой пленки белым
светом возникает весьма причудливая по форме и расцветке
интерференционная картина. Такую картину дают мыльные пленки,
нефтяные пятна на поверхности воды, крылья мелких насекомых, жировые
налеты на стекле и другие тонкие пленки толщиной порядка 10-4 см. В
более толстых пленках цветные интерференционные полосы оказываются