Практикум по курсу общей физики по специальностям "География", "Природопользование", "Геоэкология". Миловидова С.Д - 71 стр.

UptoLike

Рубрика: 

71
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
настолько сближенными, что частично перекрывают друг друга и
интерференционная картина становится неразличимой . Поэтому
интерференцию света в толстых пленках можно наблюдать только при
использовании строгого монохроматического света .
Кольца Ньютона
Рассмотрим систему, состоящую из плосковыпуклой линзы , которая
соприкасается своей выпуклой частью с плоской
поверхностью хорошо отполированной
пластинки (рис.6). Толщина образованной между
ними воздушной прослойки растет от центра к
краю . Если теперь на эту систему падает пучок
монохроматического света , то световые волны ,
отраженные от нижней поверхности линзы и
верхней поверхности пластинки, будут
интерферировать между собой в точке B. При
этом в центре будет наблюдаться темное пятно ,
окруженное рядом концентрических , светлых и
черных колец убывающей ширины .
С помощью колец Ньютона можно
определять длины волн монохроматического
света по формуле
()
kmR
rr
km
=
22
λ ., (15)
зная радиус кривизны линзы и радиусы r
m
и r
k
темных
интерференционных колец.
б а
Рис.5
d
0
Рис.
6
0
R
r
A
                                          71
пок ры той череду ю щ имисясветлы ми и                  темны ми           полоса ми,
па ра ллельны ми ребру к лина (рис.5 б). О чевидно, что чем больш е у гол
к лина θ, тем бы стрее из   меняется ра з    ность хода лу чей вдоль к лина и тем
ча щ е ра сполож ены интерференционны е полосы .
       П ри использ    ова нии белого света интерференционны е полосы
неск ольк о ра сш иряю тся, приобретая раду ж ну ю ок ра ск у . Это объ ясняется
за висимостью ра з    ности хода от длины волны : в к а ж дой светлой полосе
                                                    ма к симу мы для ра з     личны х
                                                    длин волн распола га ю тся
                                                    ра здельно.
                                                           В        отличие          от
         а                                 б        к лин оо бра з
                                                                 н ой    пл ен к и    у
                    Рис.5
                                                    пленк и       со      слу ча йны м
ра спределением толщ ины интерференционны е полосы могу т иметь са му ю
ра знообра з ну ю к риволинейну ю форму . П ри освещ ении этой пленк и белы м
светом воз     ник а ет весьма причу длива я по форме и ра сцветк е
интерференционна я к а ртина. Т а к у ю к артину да ю т мы льны е пленк и,
нефтяны е пятна на поверхности воды , к ры льямелк их на сек омы х, ж ировы е
на леты на стек ле и дру гие тонк ие пленк и толщ иной порядк а 10-4 см. В
более толсты х пленк ах цветны е интерференционны е полосы ок а з            ы ва ю тся
на стольк о сближ енны ми, что ча стично перек ры ва ю т дру г дру га и
интерференционна я к а ртина             ста новится нера з    личимой. П оэтому
интерференцию света в толсты х пленк а х мож но на блю да ть тольк о при
использ   ова нии строгого монохрома тическ ого света .
                                  К ольц а Н ью тона
Ра ссмотрим систему , состоящ у ю из плоск овы пу к лой линз             ы , к отора я
                             соприк а са ется своей вы пу к лой ча стью с плоск ой
                             поверхностью            хорош о        отполирова нной
                             пла стинк и (рис.6). Т олщ ина обра з   ова нной меж ду
                             ними воз    ду ш ной прослойк и ра стет от центра к
                             к ра ю . Е сли теперь на эту систему па да ет пу чок
                             монохроматическ ого света , то световы е волны ,
          00
                R r          отра ж енны е от ниж ней поверхности линз             ы и
                             верхней         поверхности       пла стинк и,      бу ду т
                             интерферировать меж ду собой в точк е B. П ри
           A      B d        этом в центре бу дет на блю да ться темное пятно,
                             ок ру ж енное рядом к онцентрическ их, светлы х и
                             черны х к олец у бы ва ю щ ей ш ирины .
           Рис.6                     С    помощ ью      к олец Н ью тона мож но
                             определять длины волн монохроматическ ого
света по форму ле
                                        rm2 − rk2
                                     λ=            .,                             (15)
                                        R (m − k )
     зна я ра диу с к ривизны         линз
                                         ы      и ра диу сы     rm   и rk     темны х
интерференционны х к олец.