Интерференция волн. Дифракция волн. Дифракция света. Дифракционная решетка. Дисперсия волн, типы спектров, спектральный анализ, страница 10

Наблюдая за свечением неоновой лампы, можно заметить, что на конце линии образуется пучность напряжения.

г) Стоячие электромагнитные волны в свободном пространстве. Установим генератор СВЧ на расстоянии 1,5—2 м от большого металлического листа  Электромагнитная волна, отраженная от металлического листа, будет интерферировать с волной, идущей от генератора. В результате этого в пространстве между металлическим листом и излучающей антенной образуются стоячие волны.

Перемещая приемную антенну между металлическим листом и генератором, мы обнаружим места, в которых стрелка вольтметра отклоняется на максимальное число делений, т. е. пучности стоячей полны и места, в которых стрелка вольтметра будет стоять и? нуле, т. е. узлы стоячей волны.

В непосредственной близости у листа образуется узел стоячей электромагнитной волны. Это объясняется тем, что здесь при отражении волны фаза колебаний меняется на л.

д) Стоячие световые волны. В 1890 г. был поставлен опыт по наблюдению стоячих световых волн. На плоское металлическое зеркало наносится тонкий слой светочувствительной эмульсии (рис. 10 ). Пластину освещали плоской световой волной, которая отражалась от зеркала. В результате интерференции отраженной волны с падающей образовалась стоячая волна, которая в пучностях вызвала почернение эмульсии, что было хорошо заметно в микроскоп.

12 Определение длины световых волн. Опыты Френеля по интерференции света позволяют определить длину световых волн. Рассмотрим схему опыта с бипризмой Френеля.  Если М боковой интерференционный максимум, то соответствующая ему разность хода лучей d₁ – d₂ выразится так

где k — порядковый номер бокового спектра, или порядок спектра. Опустим из точки S₁, перпендикуляр S₁ Р на луч S₂M и соединим точку S с точкой М. Рассмотрим образовавшиеся прямоугольные треугольники SMО и S₂,РS₁. Так как

 мало, то линии SМ и S2М расположены очень близко одна к другой. Поэтому катет S₁ Р треугольника S₂РS₁можно считать перпендикуляром и к стороне SМ треугольника SМО. Следовательно, угол S₂S₁Р равен углу МSOкак углы с взаимно перпендикулярными сторонами. Следовательно,

Но с другой стороны

Поэтому

Откуда

Для двух соседних максимумов

      

Отсюда

Или

Измерив , l и D на опыте, находят длину световой волны. Измерения показали, что весь видимый нашим глазом участок электромагнитных волн лежит в пределах от 380до 770 нм.

13 Интерференция в тонких слоях.

 Получив на проволочном каркасе пленку мыльного раствора, направим на него световой пучок от проекционного аппарата. Мы заметим на пленке радужную окраску. Если на пути светового пучка поставить красный светофильтр, то вместо радужных полос мы увидим одноцветные красные полосы, разделенные темными полосами.

Картина напоминает интерференционные полосы, полученные с помощью зеркал Френеля. Если красный светофильтр заменить зеленым, светлые полосы будут зелеными. Это наводит на мысль, что наблюдаемое явление является результатом интерференции света.

Какие же два световых пучка интерферируют в этом случае? Очевидно, что при падении света на пленку он отражается от передней и задней границ этой пленки. При этом между пучками, отраженными от нижней и верхней границ, образуется разность хода, зависящая от толщины пленки (рис. 8 и 9).

Если на пути отраженных потоков слева поставить собирательную линзу, то они сойдутся, и будут интерферировать. Интерференционную картину можно наблюдать на экране.

 

Явление интерференции света в тонких пленках находит широкое применение в современной технике. Одним из таких применений является создание «просветленной» оптики, например просветленных объективов фотоаппаратов. Выясним, в чем заключается «просветление» объектива.

Вы знаете, что на границе двух сред одновременно происходит отражение и преломление света. Расчеты показывают, что чистая стеклянная поверхность отражает приблизительно4 "и света, падающего на нее нормально из воздуха.