Практикум по курсу общей физики по специальности "Фармация". Миловидова С.Д - 70 стр.

UptoLike

Рубрика: 

70
Это «раздвоение» можно осуществить , например ,
посредством экрана с двумя малыми отверстиями. В соответствии с
принципом Гюйгенса - Френеля источник света S создает в отверстиях
экрана вторичные источники света S
1
и S
2
. Очевидно , что всякое
изменение фазы волн, излучаемых основным источником S,
сопровождается точно такими же изменениями фаз волн, излучаемых
вторичными источниками S
1
и S
2
. Следовательно , у волн, излучаемых
источниками S
1
и S
2
, разность фаз все время остается неизменной , т.е.
источники являются когерентными.
Другой способ получения когерентных источников основан на
отражении света от двух плоских зеркал, установленных под углом α ,
близким к 180
0
. Эта оптическая система называется зеркалами Френеля .
Когерентными источниками служат изображения S
1
и S
2
основного
источника света S.
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
n
A
B
C
D
1
2
2
1
Рис. 4
                                         70
        Э то «ра з двоение»          можно осущ ествить,                  на пример,
посредством эк ра на с двумя ма лы ми отверстиями. В соответствии с
принципом Г ю йгенса -Ф ренеля источник света S соз да ет в отверстиях
эк ра на вторичны е источник и света S1 и S2. О чевидно, что всяк ое
из менение фа з ы          волн, из луча емы х основны м источник ом S,
сопровожда ется точно та к ими же из менениями фа з волн, из луча емы х
вторичны ми источник а ми S1 и S2. С ледова тельно, у волн, из луча емы х
источник а ми S1 и S2, ра з ность фа з все время оста ется неиз менной, т.е.
источник и являю тся к огерентны ми.
        Д ругой способ получения к огерентны х источник ов основа н на
отра жении света от двух плоск их з ерк а л, уста новленны х под углом α,
близ к им к 1800. Э та оптическ а я система на з ы ва ется з ерк а ла ми Ф ренеля.
К огерентны ми источник а ми служа т из обра жения S1 и S2 основного
источник а света S.
        В отличие от меха ническ их волн, для элек трома гнитны х (световы х )
волн необходимо определять не геометрическ ую ра з ность хода, а та к
на з ы ва емую оптическ ую ра з ность хода лучей, к отора я будет ра ссмотрена
ниже.
         И нтерференц ия света, о траж енно го о т про зрачных плено к
        Ра ссмотрим интерференционны е явления, воз ник а ю щ ие при
отра жении света оттонк их проз ра чны х пла стин(пленок ).
        П усть на тонк ую пленк у толщ иной d па даю т па ра ллельны е лучи
                             ’       монохрома тическ ого        света       (рис.4).
1         2 D              2         О чевидно, что из нек оторой точк и С будут
                          1’         вы ходить два пра к тическ и совпа даю щ их
        A                            к огерентны х луча : луч 2, отра женны й от
                    C                верхней поверхности пленк и, и луч 1,
                               n отра женны й от нижней ее поверхности.
                                     П онятно, что ра з ность хода ∆l э тих лучей
              B                      з а виситотугла па дения α и толщ ины пленк и
           Рис. 4                    d пленк и. Кроме того, ∆l з а висит ещ е и от
                                     пок а з а теля преломления n вещ ества пленк и,
та к к а к на уча стк е А В С луча 1 световы е волны ра спростра няю тся со
ск оростью в n ра з меньш ей, чем на уча стк е DC луча 2. Э то ведет к
увеличению ра з ности фа з волн, а , следовательно, и ра з ности хода лучей.
П оэ тому в да нном случа е следует ра ссма тривать оптическ ую ра з ность
хода лучей.                  ∆l = ( AB + BC )n − (CD + λ / 2 ).        (8)
        С ла га емое λ /2 появляется всвяз и с тем, что луч 2 отра жа ется (вточк е
С ) от оптическ и более плотной среды , его фа з а из меняется на π, что
соответствует дополнительной ра з ности хода λ /2. Л уч 1 отра жа ется (в
точк е В ) отоптическ и менее плотной среды , его фа з а не из меняется.
        Е сли ра з ность хода равна целому числу длин волн λ па даю щ его
света , то лучи 1 и 2 ма к сима льно усилят друг друга. Н етрудно усмотреть,
что при (при да нном з на чении α) так ой рез ульта т интерференции будет
иметь место не тольк о для точк и С , но и для всех других точек