Определение длины световой волны при помощи колец Ньютона: Методические указания к выполнению лабораторной работы № 4о, страница 2

       Кроме того, возникновение двух когерентных пучков света происходит при освещении тонких прозрачных пленок или пластинок.

       Расщепление световой волны, необходимое для возникновения двух когерентных волн, происходит здесь вследствие отражения света на двух поверхностях пластинки. Свет, упавший на пластинку (рис.2), частично отражается от ее верхней границы, частично же проходит до нижней ее поверхности и, отразившись на последней, выходит из пластинки. Таким образом, по направлению CD выходят когерентные волны, которые, следовательно, могут интерферировать.

         Как показывают соответствующие вычисления, разность хода между этими волнами определяется формулой:

                                            d = 2ndcosb  ,                                              (6)

где d - толщина пластинки, n - показатель преломления вещества, а b - угол преломления луча в пластинке.

         Кроме того, следует учесть, что один из интерферирующих лучей отражается от границы “стекло-воздух”, а другой - от границы “воздух - стекло”. А так как при отражении от более плотной Среды происходит потеря полуволны, то в действительности разность хода, определяемая формулой (6), должна быть уменьшена еще на l / 2 .

        Таким образом, комбинируя (4) и (5) с выражением (6) и приняв во внимание последнее замечание, мы получим при интерференции в тонкой пластинке в направлении CD (рис.2) максимум света, если разность хода равна четному числу полуволн:

                             d = 2ndcosb - l / 2 = 2к(l / 2 )                                (7)  

и минимум света, если   

                             d = 2ndcosb - l / 2 = (2k + 1) l / 2                          (8)

                                                  Рис.2.

             Интерференцию в тонкой пластинке можно наблюдать и в проходящем свете (рис.2а). Только в этом случае нет потери полуволны, т.к. отражения от белее плотной Среды, и разность хода между интерферирующими лучами определяется только выражением (6).

              Если на пластинку падает параллельный пучок света, то углы падения и, следовательно, преломления для всех лучей будут одинаковы, и получение неравномерностей освещенности пластинки в отраженном свете будет возможно лишь в том случае, если толщина ее в разных местах будет различна. Условия же образования максимумов и минимумов освещенности, соответствующих тому или иному значению k в формулах (7) и (8), будут одинаковы для всех тех точек пластины, которые соответствуют одинаковой ее толщине.

             Таким образом, линии максимумов и минимумов освещенности будут проходить по точкам равной толщины пластинки и поэтому их принято называть линиями или полосами равной толщины.

            Одним из случаев интерференции, где наблюдаются линии равной  толщины, является интерференция, известная под названием колец Ньютона.

                                           Рис.3.

              Пусть выпуклая поверхность плосковыпуклой линзы с малой кривизной  соприкасается в некоторой точке с плоской поверхностью хорошо отполированной пластинки Р (рис.3). Между линзой и пластинкой остается воздушная прослойка, постепенно утолщающаяся от точки соприкосновения к краям.

         Если на эту систему перпендикулярно поверхности пластинки падает пучок монохроматического света, то световые волны, отраженные от верхней и нижней границ воздушной прослойки, будучи когерентны между собой, могут дать интерференцию.