Интерференция света и ее применение

Интерференция света
и ее применение
d
A
1
d
2
Δd - разность хода волн
• Световые волны друг друга
усиливают
• В точке А наблюдается
светлое пятно
• Световые волны друг друга
гасят
• В точке А наблюдается темное
пятно
• Световые волны друг друга
ослабляют
• В точке А наблюдается
полусветлое пятно
Для наблюдения интерференции
волны должны иметь:
Одинаковую длину волны и
частоту колебаний
Такие волны называются
когерентными
волнами
Когерентные световые волны, которые
усиливают друг друга
Сложение когерентных световых
волн
Способы
наблюдения
интерференции
света
1.Интерференция света в тонких пленках ( d ≈ λ )
1. В отраженных лучах
1 2
d
2. В проходящих лучах
d
1
2
Интерференция света в мыльной
пленке
Нефтяная пленка на поверхности
воды
Тонкая пленка оксида железа
Окраска крыльев бабочек может быть пигментной (зависит от содержащихся
пигментов), оптической (зависит от преломления света) и комбинационной
(сочетающая два предыдущих типа окраски).
При оптической окраске в чешуйках бабочек возникает тонкослойная
интерференция. Пигмент в нижней части этих чешуек не пропускает свет и придаёт
бо́льшую яркость интерференционной окраске. Лучи света, проходя через чешуйки,
отражаются как от их внешних, так и от внутренних поверхностей, и в результате два
отражения накладываются и усиливают друг друга.
Бабочки с оптической окраской крыльев — морфиды, урании и отчасти парусники,
некоторые виды нимфалид (Nymphalidae), голубянок (Lycaenidae), белянок (Pieridae)
и некоторые другие.
2.Кольца Ньютона
Вычисление радиусов колец Ньютона
Просветление
оптики
Интерференционные
светофильтры
Применение
интерференции
света
Измерение длины
волны
Интерферометры
Просветление оптики
Просветление оптики
Объективы современных фотоаппаратов или кинопроекторов, перископы
подводных лодок и различные другие оптические устройства состоят из
большого числа оптических стекол — линз, призм и др. Проходя через такие
устройства, свет отражается от многих поверхностей. Число отражающих
поверхностей в современных фотообъективах превышает 10, а в перископах
подводных лодок доходит до 40. При падении света перпендикулярно
поверхности от каждой поверхности отражается 5-9% всей энергии. Поэтому
сквозь прибор часто проходит всего 10-20% поступающего в него света. В
результате этого освещенность изображения получается малой. Кроме того,
ухудшается качество изображения. Часть светового пучка после многократного
отражения от внутренних поверхностей все же проходит через оптический
прибор, но рассеивается и уже не участвует в создании четкого изображения.
На фотографических изображениях, например, по этой причине образуется
«вуаль».
Для устранения этих неприятных последствий отражения света от
поверхностей оптических стекол надо уменьшить долю отраженной энергии
света. Даваемое прибором изображение делается при этом ярче,
«просветляется». Отсюда и происходит термин просветление оптики.
Просветление оптики основано на интерференции. На поверхность
оптического стекла, например линзы, наносят тонкую пленку с показателем
преломления nn, меньшим показателя преломления стекла nс. Для простоты
рассмотрим случай нормального падения света на пленку (рис. 6).
Рис. 6
Условие того, что отраженные от верхней и нижней поверхностей пленки
волны гасят друг друга, запишется (для пленки минимальной толщины)
следующим образом:
. (4)
г
a
ф
Между двумя полупрозрачными пластинками из
серебра находится прозрачный диэлектрик с толщиной
СМ
Световые
лучи, отраженные от верхней и нижней
поверхности диэлектрика усиливают друг друга,
коэффициент отражения увеличивается.Через
диэлектрик проходят только определенные
световые лучи.
Интерферометр Физо
Пучок света от квазимонохроматического источника 1 (например, ртутной или натриевой
лампы) собирается с помощью конденсора 2 на отверстии в диафрагме 3 и, отразившись
от полупрозрачной гипотенузной грани призмы-куба 4 (или полупрозрачной пластины),
падает на объектив 7. Параллельный пучок лучей, вышедший из объектива 7, отражается
от плоской поверхности образцовой пластины 8 и поверхности исследуемой детали 9. В
воздушном промежутке между пластинами 8 и 9 возникает явление интерференции
(образуются полосы равной толщины). Отраженные световые пучки на обратном пути
проходят призму-куб 4, отражаются от гипотенузной грани призмы 5 и собираются в
фокальной плоскости объектива 7. Интерференционную картину можно рассматривать с
помощью окуляра 6. Плоскостность контролируемой детали оценивают по форме
интерференционных полос. Их ширину и направление регулируют наклоном стола 10.
Если поверхность исследуемой детали идеально плоская, то интерференционные полосы
будут прямолинейными. Отступления от плоскости приводят к искривлению полос.
С помощью интерферометров проверяется качество обработки
поверхностей предметов
Если поверхности
предметов , например
стеклянных пластинок
неровные , то
интерференционные
полосы или кольца
искривляются
as
aa