![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Полосы равного наклона
Рассмотрим интерференцию в тонких пластинках. Пусть из воздуха (
Рис. 4.1 В точке О луч частично отразится (1), а частично преломится и, после отражения на нижней поверхности пластины в точке С, выйдет из пластины в точке В (2). Вообще, в случае плоской пластинки будет наблюдаться многократное отражение и преломление от внутренних поверхностей пластинки, но мы этим пренебрежём из-за слабой интенсивности этих многократно отражённых лучей. Лучи 1 и 2 параллельны и с помощью собирающей линзы их можно свести в точке Р. Необходимо отметить важную особенность отражения электромагнитных волн (и в частности, оптических лучей) при падении их на границу раздела двух сред из среды с меньшей диэлектрической проницаемостью. При отражении света от более плотной среды ( Такое поведение электромагнитной волны на границе двух сред следует из граничных условий, которым должны удовлетворять тангенциальные компоненты векторов напряженности электрического и магнитного поля на границе раздела:
Из рис. 4.1 видно, что
Последнее выражение записано, используя закон преломления или
Так как
Если отражённые волны 1 и 2 (рис. 4.1б)когерентны между собой, то в точке наблюдения
В точке
где Меняя угол падения, мы будем наблюдать последовательную смену максимумов и минимумов отражения. (Заметим, что при минимуме отражения наблюдается максимум проходящего через пластинку света, и наоборот.) Если бы обе отражённые волны были некогерентными, то такого явления мы не наблюдали бы: по мере увеличения угла падения интенсивность отраженного света монотонно уменьшалась бы. Теперь выясним условия, при которых отражённые волны будут когерентными и смогут интерферировать. В предыдущем разделе мы установили, что для этого должны выполняться соотношения между длиной когерентности и разностью хода:
Здесь Проиллюстрируем ситуацию с помощью рис. 4.2. Выделим в падающей волне некоторую область когерентности Нетрудно заметить, что для пластинки с большей толщиной область перекрытия когерентных участков уменьшается (рис. 4.2б), и интерференция будет наблюдаться все менее отчетливо. Начиная с некоторой толщины пластинки, интерференция исчезнет совсем.
Рис. 4.2
Из рис. 4.2 видно, что смещение расчленённых частей области когерентности происходит как вдоль распространения волны (оно не должно превосходить длину когерентности
Для оценки необходимого значения толщины пластинки
т. е. необходимо, чтобы удвоенная толщина пластинки была не более половины длины когерентности используемого излучения. Например, если
Далее, поперечный сдвиг частей области когерентности не должен превосходить половины ширины когерентности
Видно, что это смещение существенно зависит от угла падения Обратимся к вопросу, что следует понимать под словами тонкая пластинка. Когда говорят, что интерференция происходит при отражении от тонкой пластинки, то имеют в виду, что её толщина (в той или иной степени) меньше Из формул (4.3) и (4.4) следует, что при падении плоской световой волны на плоскопараллельную тонкую пластинку интенсивность отражённого света зависит от угла падения. Изменяя этот угол, мы будем наблюдать чередование максимумов и минимумов отражённого света. Это можно использовать для получения интерференционной картины в виде привычной системы полос. Достаточно использовать в качестве падающего рассеянный монохроматический свет (он содержит волны, падающие на пластинку одновременно под разными углами), а на пути отраженного света поставить линзу и в ее фокальной плоскости экран (рис.4.3).
Рис. 4.3
Максимумы на экране будут располагаться в местах, соответствующих условию (4.3)
Полоса данного порядка интерференции обусловлена светом, падающим на пластинку под одним и тем же углом Порядок интерференции В белом свете интерференционные полосы окрашены. Поэтому такое явление называют цвета тонких пластинок.
|