ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
70
В отличие от механических волн, для электромагнитных
(световых ) волн необходимо определять не геометрическую разность
хода , а так называемую оптическую разность хода лучей , которая будет
рассмотрена ниже.
Интерференция света , отраженного от прозрачных пленок
Рассмотрим интерференционные явления, возникающие при
отражении света от тонких прозрачных пластин (пленок).
Пусть на тонкую пленку толщиной d падают параллельные лучи
монохроматического света (рис.4). Очевидно , что из некоторой точки С
будут выходить два практически
совпадающих когерентных луча : луч 2,
отраженный от верхней поверхности пленки,
и луч 1, отраженный от нижней ее
поверхности. Понятно, что разность хода
l
∆
этих лучей зависит от угла падения α и
толщины пленки d пленки . Кроме того,
l
∆
зависит еще и от показателя преломления n
вещества пленки, так как на участке АВС
луча 1 световые волны распространяются со
скоростью в n раз меньшей , чем на участке DC луча 2. Это ведет к
увеличению разности фаз волн, а, 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
n
A
B
C
D
1
2
2
’
1
’
Рис. 4
70 В отличие от мех а нических волн, для электрома гнитны х (световы х ) волн необх одимо определять не геометрическу ю ра з ность х ода, а так на з ы ва ему ю оптическу ю ра з ность х ода лу чей , котора я бу дет ра ссмотрена ниже. И нтерференция света , отра женного от прозра чны х пленок Ра ссмотрим интерф еренционны е явления, воз ника ю щ ие при отра жении света оттонких проз ра чны х пла стин(пленок). П у сть на тонку ю пленку толщ иной d па да ю т па ра ллельны е лу чи монох роматического света (рис.4). О чевидно, что изнекоторой точки С ’ бу ду т вы х одить два пра ктически 1 2 D 2 совпада ю щ их когерентны х лу ча : лу ч 2, 1’ отра женны й отверх ней поверх ности пленки, A и лу ч 1, отра женны й от нижней ее C поверх ности. П онятно, что ра з ность х ода ∆l n этих лу чей зависит от у гла па дения α и толщ ины пленки d пленки. К роме того, ∆l B за висит ещ е и от пока з а теля преломления n Рис. 4 вещ ества пленки, та к как на у ча стке А ВС лу ча 1 световы е волны ра спростра няю тся со скоростью в n ра зменьш ей , чем на у ча стке DC лу ча 2. Э то ведет к у величению ра з ности ф а зволн, а , следовательно, и ра з ности х ода лу чей . П оэтому в да нном слу ча е следу ет ра ссма тривать оптическу ю ра з ность х ода лу чей . ∆l = ( AB + BC )n − (CD + λ / 2 ). (8) С ла га емое λ /2 появляется всвяз и с тем, что лу ч 2 отра жа ется (вточке С ) от оптически более плотной среды , его ф а з а из меняется на π, что соответству ет дополнительной ра з ности х ода λ /2. Л у ч 1 отра жа ется (в точке В) отоптически менее плотной среды , его ф а з а не из меняется. Е сли ра з ность х ода равна целому числу длин волн λ па даю щ его света , то лу чи 1 и 2 ма ксима льно у силят дру г дру га. Н етру дно у смотреть, что при (при да нном з на чении α) такой рез у льта т интерф еренции бу дет иметь место не только для точки С , но и для всех дру гих точек поверх ности пленки. П оэтому гла з у , а ккомодирова нному на поверх ность пленки, вся пленка предста вится ярко освещ енной . Е сли же ∆l ра вно нечетному числу полу волн, то все отра женны е от ее поверх ности лу чи вз а имно пога сятся и пленка бу детка з а ться темной . Т а ким обра з ом, из меняя у гол па дения α, мы у видим пленку попеременно то светлой , то темной . Д о сих пор мы имели дело с плоскопа ра ллельной пленкой . Ра ссмотрим теперь пленку переменной толщ ины , на пример, клинообра з ну ю (рис.5). В отра женном свете поверх ность та кой пленки у же не пока жется ра вномерно освещ енной , та к ка к ра з ность х ода лу чей , интерф ериру ю щ их в ра з личны х (по толщ ине) местах пленки, бу дет неодина ковой . Э та ра з ность сох ра няется постоянной только вдоль линий , па ра ллельны х ребру клина , и у бы ва етв на пра влении отоснова ния к ребру (рис.5 а ). П оэтому поверх ность клинообра з ной пленки предста вится
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 68
- 69
- 70
- 71
- 72
- …
- следующая ›
- последняя »