Читайте также:
|
В этой схеме для разделения исходной световой волны используют двойную призму Б (бипризму) с малым преломляющим углом q (рисунок). Источником света служит ярко освещенная узкая щель S, параллельная преломляющему ребру бипризмы.
Поскольку преломляющий угол бипризмы очень мал (порядка десятка угловых минут), то, как можно доказать (задача 5.20, И.Е.Иродов), все лучи отклоняются бипризмой на практически одинаковый угол a = (n - 1)q, который не зависит от угла, под которым луч падает на призму. В результате образуются две когерентные волны, как бы исходящие из мнимых источников S 1 и S 2, лежащих в одной плоскости со щелью S.
Ширину D х интерференционных полос находим по формуле D х = l l / d, учитывая, что в данном случае l = a + b и расстояние между изображениями S 1 и S 2 щели S равно d = a ×2a. Таким образом,
.
Видно, что ширина полос тем больше, чем больше расстояние b от бипризмы до экрана.
Если же на бипризму падает плоская волна, т.е. а ® ¥, то
Отсюда следует, что ширина полосы в этом случае не зависит от положения экрана (расстояния b).
При наблюдении в белом свете центральный максимум (нулевого порядка, m = 0) получается белым, остальные окрашенными, поскольку D х ~l.
Интерференция при отражении от плоскопараллельной пластинки
Пусть на прозрачную плоскопараллельную пластинку падает плоская монохроматическая световая волна, направление распространения которой показано падающим лучом на рисунке. В результате отражений от обеих поверхностей пластинки исходная волна расщепится на две, что показано лучами 1 и 2. Амплитуды этих волн мало отличаются друг от друга - это важно для получения достаточно контрастной картины интерференции.
Можно доказать, что многократными отражениями можно пренебречь.
Согласно рисунку оптическая разность хода волн 1 и 2 составляет
D = n (АВ + ВС) - АD,
где n - показатель преломления вещества пластинки.
АВ = ВС = 
; 
, b - толщина пластинки.
В результате подстановки этих выражений получим для разности хода:
Следует также учесть, что при отражении от верхней поверхности пластинки (от среды, оптически более плотной) происходит скачок фазы на p у отраженной волны, т.е., как говорят, «потеря» полуволны (±l/2). Учитывая еще, что, 
получим
(здесь можно было написать и +l/2, но это не существенно).
Условие максимумов:
где m - целое число (порядок интерференции).
Меняя угол падения, будем наблюдать последовательную смену максимумов и минимумов отражения.
В белом свете интерференционные полосы окрашены. Поэтому такое явление называют цвета тонких пленок.
Расчет показывает, что пластинку можно считать достаточно тонкой для наблюдения интерференции, если ее толщина меньше (в той или иной степени) длины и ширины когерентности падающей волны. Проиллюстрируем ситуацию с помощью рисунка. Выделим в падающей волне некоторую область когерентности l ког× h ког (она слегка затенена на рисунке) и проследим за ее дальнейшей судьбой. После расщепления падающей волны расщепится и выделенная область когерентности, причем так, что в отраженных волнах эти области когерентности сместятся относительно друг друга (рисунок). Если они при этом перекрываются (на рисунке более темный участок), интерференция будет наблюдаться и тем отчетливей, чем больше степень перекрытия. Нетрудно видеть, что для пластинки с большей толщиной область перекрытия когерентных участков уменьшается и интерференция будет наблюдаться все менее отчетливо. Начиная с некоторой толщины пластинки интерференция исчезнет совсем.
Дата добавления: 2015-09-11; просмотров: 48 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |