ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Интерференция в пленках и пластинках из "Общий курс физики Оптика Т 4 " Пусть SA BP и SDP — отраженные лучи, пересекающиеся в этой точке. Через точку D проведем плоскости DA и DB, перпендикулярные к соответствующим преломленным лучам в пластинке. Если пластинка тонкая, то для вычисляемой оптической разности хода можно написать Д = (SA BP) — (SDP). Через точку О, симметрично расположенную на верхней поверхности пластинки между точками А и В, проведем плоскости ОА и ОВ (начерченные пунктиром), параллельные плоскостям DA и DB. Тогда А = = (А СВ ) = 2 (А С) = 2 nd os ij), где il — угол преломления. [c.229] Введение такой поправки, как будет показано в 65, обусловлено изменением фазы на п, которое претерпевает волна при отражении на одной из поверхностей пластинки. Экспериментально это явление подтверждается наблюдением интерференции белого света в установке Ллойда (см. конец 30). [c.229] Все рассуждения и результаты остаются в силе и для случая, когда точка Р лежит по другую сторону пластинки (рис. 1336). В этом случае отраженные лучи расходящиеся, в точке Р пересекаются не сами лучи, а их продолжения за пластинку. Для наблюдения интерференции в точке Р надо отраженные лучи сделать сходящимися с помощью собирающей линзы или вогнутого зеркала. Тогда интерференцию следует наблюдать в точке Р, оптически сопряженной с точкой Р. [c.229] И разность хода для каждой пары лучей будут разными. Поэтому никакой устойчивой интерференции в точке Р наблюдаться не будет. [c.230] Допустим, однако, что точка Р находится близко от пластинки, например совпадает с точкой В. Тогда при малой толщине пластинкп отражение будет происходить практически в одном и том же месте, т. е. при одной и той же толщине d, независимо от того, из какой точки источника исходят лучи. Если при этом лучи падают на пластинку почти нормально (так что os ijj изменяется мало), то оптическая разность хода А будет зависеть только от толщины пластинки d в точке падения лучей. Линии на поверхности пластинки, где толщина d постоянна, будут также линиями постоянной разности фаз. На поверхности пластинки, если только степень монохроматичности света достаточна, появятся интерференционные полосы, каждая из которых характеризуется условием d — onst. Они называются полосами или линиями равной толщины. Такие полосы как бы нарисованы на самой пластинке. Про них говорят, что они локализованы на пластинке. Конечно, интерференционные полосы должны наблюдаться не только на пластинке, но и с обеих сторон. [c.230] Для наблюдения таких полос удобно воспользоваться собирательной линзой, с помощью которой можно получить изображение пластинки на экране. Так как линза не вносит дополнительной разности хода, то при этом на экране получается изображение и интерференционных полос. Линза как бы переносит место локализации интерференционной картины с поверхности пластинки на экран. При визуальном наблюдении полос равной толщины глаз надо аккомодировать на пластинку. Роль линзы выполняет хрусталик, а экрана — сетчатая оболочка глаза. Оптический прибор или глаз выполняет также и другую полезную функцию. Диафрагма прибора или зрачок глаза вырезают из отраженных лучей узкие пучки, в пределах которых угол г 5 меняется незначительно. Тем самым создаются условия, благоприятные для получения полос равной толщины. [c.231] Если обе поверхности пленки плоские, то интерференционные полосы прямолинейны и параллельны линии пересечения соответствующих плоскостей. Такие полосы наблюдаются, например, в клине, т. е. тонкой воздушной прослойке между плоскопараллельными стеклянными пластинками, когда с одного края между ними проложен, например, тонкий лист бумаги. Но если поверхности сложенных стеклянных пластинок неровные, то полосы равной толщины принимают неправильную, причудливую форму. На этом основан чувствительный интерференционный метод контроля поверхности на плоскопараллельность. В этом методе испытуемая поверхность прижимается к плоской и наблюдаются полосы интерференции в образовавшейся прослойке. Метод применяется и для контроля сферических или параболических поверхностей при шлифовке оптических зеркал и линз. [c.231] Из таблицы видно, что интенсивности отраженных лучей 2 и 3 почти одинаковы, а интенсивность луча 4 более чем в 100 раз меньше. Поэтому луч 4 и все отражения высших порядков можно не принимать во внимание. Из прошедших лучей интенсивность луча 2 примерно в 400 раз меньше интенсивности луча Г. Поэтому интерференционные полосы в проходящем свете получаются на светлом фоне и по этой причине очень мало контрастны. [c.232] Линза переносит область локализации из бесконечности в фокальную плоскость, оптически сопряженную с бесконечно удаленной плоскостью. Роль линзы может играть глаз, аккомодированный на бесконечность. В этом случае полосы равного наклона локализуются на сетчатке глаза. При наблюдении в зрительную трубу последняя также должна быть установлена на бесконечность. [c.233] Для толстых пластинок оптическая разность хода Д велика, т. е. содержит тысячи и десятки тысяч длин волн. Интерференционные полосы будут высокого порядка. Для их получения требуется высокая степень монохроматичности Х/ЬХ падающего света. [c.233] НЫЙ на воздушную прослойку. Более контрастные кольца наблюдаются, конечно, в отраженном, а не в проходящем свете. Чтобы наблюдалось много колец, надо пользоваться светом сравнительно высокой монохроматичности. Подходящим может быть желтый свет натровой горелки или свет ртутной лампы. Вид колец показан на рис. 135. [c.233] Таким образом, радиусы последовательных светлых колец пропорциональны квадратным корням из нечетных чисел 1, 3, 5,. .., а радиусы темных колец — квадратным корням из последовательных четных чисел О, 2, 4,. .. Эти закономерности экспериментально были установлены Ньютоном. Как указывалось в 3 (пункт 6), в интерференции Ньютон видел проявление периодичности световых процессов. Из наблюдения интерференционных колец Ньютон даже довольно точно вычислил величину, являющуюся количественной мерой указанной периодичности. В переводе на язык волновой теории вычисленная Ньютоном величина есть половина длины световой волны. [c.234] Центр колец в отраженном свете темный, а в проходящем светлый. Это доказывает, что при отражении на одной из границ воздушной прослойки фаза отраженной волны меняется на л. Как будет показано в 65, электрический вектор меняет фазу на л при отражении от среды с большим показателем преломления. В противоположном случае изменения фазы не наблюдается. Это подтверждается следующим опытом Юнга. Он взял пластинку из флинта (п = 1,7), прижал к ней линзу из крона (п = 1,5), а прослойку между ними заполнил сассафрасовым маслом, показатель преломления которого имел промежуточное значение. Тогда фаза волны менялась на я при отражении как от верхней, так и от нижней поверхностей масляной прослойки. Благодаря этому центр ньютоновых колец получался светлым в отраженном и темным в проходящем свете. [c.234] Вернуться к основной статье