 |
Опуская вывод запишем условие максимума интерференции:
(I)
Для минимума имеем:
(II)
В этих условиях учтено, что при отражении света от среды оптически более плотной имеет место потеря половины длины волны.
Приведение формулы соответствуют интерференции в отраженном свете.
Интерференция в проходящем свете через пластинку показана на рис.2; изображены только те лучи, которые необходимы для понимания явления.
При интерференционных исследованиях обычно создают условия, при которых имеет место очень постепенное и равномерное изменение или толщины пластинки, или угла падения света. При этом интерференционная картина принимает вид чередующихся параллельно светлых и темных полос при монохроматическом свете и спектрально окрашенных при белом. В 1-ом случае полосы соответствуют точкам пластинки с одинаковой толщиной и называются полосами равной толщины, во втором - точкам падения лучей под одинаковым углом и называются полосами равного наклона. Ширина полос зависит от толщины пластинки; чем тоньше пластинка, тем шире полосы.
 |
 |
||
Интерференция при отражении наблюдается более отчетливо, чем в проходящем свете, что обусловлено существенным различием интенсивностей отраженного и проходящего лучей. Т.е. при отражении имеет место приближенное равенство амплитуд интерферирующих лучей, а при интерференции в проходящем свете интерферируют волны с существенно различными амплитудами, поэтому максимумы и минимумы мало отличаются друг от друга и интерференция слабо, заметна.
При освещении параллельным монохроматическим пучком света тонкой плоскопараллельной пластинки под некоторым углом, эта пластинка в отраженном свете выглядит яркой или темной.
В реальных условиях падающий пучок не является строго параллельным и не имеет одного определенного угла a . Такой небольшой разброс a при значительной толщине пластины d может приводить к существенному различию левых частей в формулах (I) и (II), и условиях максимума и минимума не будут выдержаны для всех лучей пучка света. Это одно из соображений, поясняющих причину интерференции, которую можно наблюдать лишь в тонких пластинах и плёнках.
Интерференция света в тонких плёнках имеет практическое применение, например, при изготовлении просветленной оптики. В объективах оптических приборов происходит значительная потеря световой энергии, отраженной поверхностями линз, вследствие чего уменьшается доля энергии, поступающая к регистрирующим устройствам - глазу, фотопластинке и т.д. В связи с этим поверхности оптических систем покрывают тонким слоем окислов металлов так, чтобы для некоторой средней, для данной области спектра, длины волны был минимум интерференции в отраженном свете. В результате возрастает доля прошедшего света. Покрытие оптических поверхностей специальными пленками называют просветлением оптики, а сами оптические изделия с такими покрытиями - просветленной оптикой.
Интерферометры и их применение.
Понятие об интерференционном микроскопе.
Интерферометрами называют измерительные и контрольные приборы, основанные на интерференции света.
Они применяются для измерения с высокой степенью точности, длин волн, небольших расстояний, показателей преломления веществ и определения качества оптических поверхностей.
Рассмотрим схему устройства интерферометра Жамена, называемого ткаже интерференционным рефрактометром, который применяется для определения показателя преломления газов, мало отличающихся от единицы.
Прибор состоит из двух идентичных толстых зеркальных пластин А и В, установленных почти параллельно между собой и под Ð 450 к направлению параллельного пучка света от источника S. Вследствие отражения от передней и задней поверхностей пластины А луч 1-2 разделяется пространственно на два луча 1¢ и 2¢ , которые отразившись от пластины В, вновь соединяются и интерферируют между собой. Результат наблюдается в зрительную трубу, расположенную по направлению лучей 1¢ - 2¢. Так как пластины А и В расположены между собой под небольшим углом, то между лучами 1¢ и 2¢ образуется разность хода и в зрительную трубу наблюдается система прямых интерференционных полос равного наклона. Если на пути лучей 1¢ и 2¢ поместить две прозрачные кюветы К1 и К2 одинаковой длины l: одну наклоненную исследуемым газом с показателем преломления n, а вторую - вакуумную (no = 1), то между лучами 1¢ и 2¢ создается дополнительная разность хода D= l (n - 1). Она вызовет смещение интерференционных полос. Так как смещение на одну полосу соответствует изменению разности хода на одну длину волны, то смещение на m полос будет соответствовать разности хода
D = l(n - 1).
Cледовательно, l(n
- 1) = ml , откуда 
.
Интерферометр Жамена, позволяющий легко и быстро обнаружить изменение состава газа или появление в нем примесей, применяется в санитарной практике для контроля чистоты воздуха в производственных помещениях, шахтах и т.п.
Сочетание двухлучевого интерферометра и микроскопа, используют в биологии для измерения показателя преломления, концентрации сухого вещества и толщины прозрачных микрообъектов. Он получил название интерференционного микроскопа.
Луч света, как и в интерферометре, в точке А раздваивается, один луч проходит через прозрачный микрообъект М, а другой - вне его. В точке D лучи соединяются и интерферируют, по результату интерференции судят об измеряемом параметре.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.