пользователей: 30398
предметов: 12406
вопросов: 234839
Конспект-online
РЕГИСТРАЦИЯ ЭКСКУРСИЯ

Интерференция в тонких плёнках

Когерентные волны можно получить, разделив одну с помощью тонкой пленки.


iUTH-U-2GsGCmaZAwv2tfOcL8TzyaHTY61RFGZoc

Две и более когерентные волны можно также получить путем деления исходной волны по амплитуде. Именно таким образом когерентные волны получаются при наблюдении явлений интерференции света в тонких пленках. Луч монохроматического света падает на пленку толщиной d под углом падения i (рис.1, а). Он делится на два луча: луч 1 отражается от верхней грани, а луч 2 преломляется, проходит в пластинке расстояние AB, затем отражается от нижней грани, проходит расстояние BC и затем преломляется. Два луча 1 и 2 собираются линзой в одной точке, расположенной в фокальной плоскости линзы. Для расчета картины интерференции на экране, найдем оптическую разность хода лучей 1 и 2. Разность хода лучей 1 и 2 в точке A равна нулю, так как они двигались вместе, составляя луч падающего на пластинку света. После линии OC (она перпендикулярна лучам 1 и 2) их разность хода не изменяется, так как линза не дает дополнительной разности хода для этих лучей. Поэтому оптическая разность хода возникает при переходе от точки A к линии OC и будет равна

Δ = (AB + BC)*n - OA + λ0/2

В формулу для оптической разности хода введено слагаемое λ0/2, так как вектор E напряженности луча 1 при отражении от оптически более плотной среды изменяет свою фазу на π или луч 1 теряет пол-волны λ0/2.

 

Подставляя параметры пластинки и угол падения в формулу, для оптической разности хода можем окончательно записать

Δ = 2d*sqrt(n2 - sin2i) + λ0/2

Для данного примера условия наблюдения максимумов и минимумов интерференционной картины будут выглядеть таким образом:

Максимумы:

Δ = 2d*sqrt(n2 - sin2i) + λ0/2 = (λ0/2)*2m    ,     m = 0, 1, 2,...

Минимумы:

Δ = 2d*sqrt(n2 - sin2i) + λ0/2 = (λ0/2)*(2m + 1),    m = 0, 1, 2,...

Отметим, что для наблюдения картины интерференции нужно брать тонкие пленки, так как условия по временной и пространственной когерентности излучения от естественного источника света накладывают ограничения на оптическую разность хода лучей (Δ ≤ 0,01 мм).

 

Оптическую разность хода Δ лучей можно изменять либо изменением угла падения i, либо изменяя толщину d пластинки. Рассмотрим получаемые при этом интерференционные картины.

1. Полосы равного наклона (d = const, i — изменяется). В этом случае на пластинку одинаковой толщины от точечного источника света посылают под разными углами падения монохроматический свет (рис.1,б, источник света специально закрывают, чтобы не было прямого попадания лучей на экран). На экране получается картина интерференции в виде темных и светлых (окрашенных в один цвет) полос, называемых полосами равного наклона, так как они образованы лучами, падающими на пластинку под одним и тем же углом падения.

2. Полосы равной толщины (d — изменяется, i = const). На пластинку переменной толщины (на клин) падает монохроматический свет под одним и тем же углом падения (рис.1,в). Наблюдаемые темные и светлые (окрашенные в один цвет) полосы называют полосами равной толщины, так как они образованы лучами, идущими от тех точек пластинки, для которых толщина пластинки будет одинаковой.


16.01.2014; 11:12
хиты: 0
рейтинг:0
Естественные науки
физика
для добавления комментариев необходимо авторизироваться.
  Copyright © 2013-2024. All Rights Reserved. помощь