Бірдей көлбеулік жолақтары

Айталық, ауадан (n₀ =1) сыну көрсеткіші n және қалыңдығы d жұқа параллель мөлдір пластинаға i бұрышпен жазық монохромат толқын түссін. (сурет (а)). О нүктесінде сәуле аздап шағылсын (1), аздап сынсын және пластинаның төменгі бетіндегі С нүктесінен шағылғаннан кейін пластинадан В (2) нүктесінен сынып шықсын. 1 және 2 сәулелері когерентті және параллель. Жинағыш линзаның көмегімен оларды Р нүктесіне шоғырландыруға болады.

Мұнда электромагниттік толқындардың шағылу ерекшеліктерін атап өткен жөн (дербес жағдайда, оптикалық сәулелердің). Толқын екі ортаның бөліну шегарасына түскенде, яғни диэлектрлік өтімділігі азырақ ортадан түскенде (сәйкесінше сыну көрсеткіші аз): және жарық тығыздығы көп (n₀<n) ортадан шағылғанда оның фазасы π-ге өзгереді. Фазаның π-ге өзгеруі жарты толқынның шағылу кезінде жойылуына тең. Электромагниттік толқынның екі ортаның бөліну шегарасындағы сипаты шегаралық шарттардан шығады, яғни электр және магнит өрістері векторларының тангенциал құраушылары екі ортаның бөліну шегарасында тең болу керек: . Осыны ескере отырып, оптикалық жол айырмасы:

Сыну заңын , және пайдалана отырып төмендегідей жазайық:

Егер

болса, онда Р нүктесінде интерференциалық максимум болады.

Егер

болса, онда Р нүктесінде интерференциалық минимум болады.

Демек, кез келген λ₀, d және n сәуленің і көлбеулігі үшін өзінің интерференциялық жолақтары сәйкес келеді. Сонымен, жұқа параллель пластинаға бірдей бұрышпен түскен сәулелердің қабаттасуынан пайда болған интерференциалық жолақтар бірдей көлбеулік жолақтар деп аталады.

Интерференцияланатын сәулелер (мысалы, 1^/ және 1^// сурет (б)) бір-біріне параллель болғандықтан, бірдей көлбеулік жолақтар шексіздікте локализацияланған деп айтады. Оларды бақылау үшін жинағыш линза және экран пайдаланылады. Линзалар радиалды симметриясының салдарынан экрандағы интерференциялық суреттің пішіні мен түрі центрі линзаның фокусында орналасқан концентрлік сақиналар сияқты болады.

13. Бірдей қалыңдық жолақтар.

Айталық, қалыңдығы айнымалы, яғни беттері параллель емес, қалыңдығы бір ұшынан екінші ұшына қарай жайлап кеміп отыратын пластинаға 1 және 2 параллель сәулелер бойымен бағытталған жазық толқын түссін. Пластинаның жоғарғы және төменгі беттерінен шағылған сәулелерден пайда болған интерференциалық сурет берілген нүктедегі пластинаның қалыңдығына тәуелді (1 және 2 сәулелері үшін сәйкесінше d және d^/). Сәулелердің когерентті жұбы (1^/ және 1^//, 2^/ және 2^//) пластинаның жоғары бетіне жақын жерде қиылысады (В және В^/ нүктелерінде) және линза көмегімен экранда жиналады (А және А^/ нүктелерінде). Демек, экранда интерференциалық жолақтардың жүйесі пайда болады - бірдей қалыңдық жолақтар. Бұл жолақтардың әрқайсысы жарық пластинаның қалыңдығы бірдей жерінен шағылғанда пайда болады. Бірдей қалыңдық жолақтар пластинаның бетіне жақын жерде локализацияланады (жиналады) (В^/- В пунктирлермен белгіленген жазықтықта).

14. Ньютон сақиналары.

Ньютон сақиналары бірдей қалыңдық жолақтардың классикалық мысалы болып табылады. Егер жазық шыны пластинаның үстіне дөңес линза қойылса, онда олардың арасында сына пішіндес ауа қабаты пайда болады. Енді осы жүйеге, пластина бетіне перпендикуляр бағытта жарық түссе, сонда жарық толқындары осы сына пішіндес ауа қабатының үстіңгі және төменгі шегараларында шағылады да өзара интерференциаланады, осының нәтижесінде линза мен пластина тиісіп тұрған нүктеде қара қоңыр дақ пайда болып, оны концентрлік жарық және қара қоңыр шеңберлер қоршап тұрады, олар центрден қашықтаған сайын жиілей береді. Осы шеңберлер бірдей қалыңдық жолақтары болып табылады. Бұларды бірінші рет Ньютон зерттеген, сондықтан олар Ньютон сақиналары деп аталады. Егер ұмтылса, онда

Шағылған жарықта оптикалық жол айырмасы:

Ақшыл сақиналардың радиустары:

Қара қоңыр сақиналардың радиустары:

Интерференцияны өткінші жарықта да бақылауға болады. Бұл жағдайда өткінші жарықтың интерференциалық максимумдары шағылған жарықтың интерференциалық минимумдарына сәйкес келеді және керісінше.