Интерференция в тонких пленках. При падении световой волны на тонкую прозрачную пластинку (плёнку) происходит отражение от обеих поверхностей пластинки

При падении световой волны на тонкую прозрачную пластинку (плёнку) происходит отражение от обеих поверхностей пластинки. В результате возникают когерентные световые волны, которые могут интерферировать.

Получим условия интерференционных максимумов и минимумов для этого случая. Обозначим толщину пластинки символом , а показатель преломления её вещества - . Пусть на эту пластинку падает под углом плоская монохроматическая световая волна (луч света).

Луч света 1 в точке А частично отразится от верхней грани (1^/), частично преломится.

Преломленный луч испытывает отражение от нижней поверхности пластинки в точке В, затем, преломившись в точке С, под тем же углом i выходит из пластинки (1^//).

Найдем оптическую разность хода лучей 1^/ и 1^//. Она равна

( 1 )

В этом выражении слагаемое учитывает изменение фазы световой волны на при её отражении от оптически более плотной среды (в точке. A).

Выразим оптическую разность хода через толщину пластинки , показатель преломления и угол преломления r. Учтем, что угол падения и угол преломления света связаны между собой соотношением:

(2)

Займемся геометрией (рис.)

(3)

; (4)

( 5 )

Подставим формулы (3) и (5) в выражение (1) для оптической разности хода, получим:

(6)

Так как , то

(7)

Оптическая разность хода зависит от толщины пленки , показателя преломления её материала и длины световой волны .

Условием интерференционных максимумов будет выражение:

Условием интерференционных минимумов:

. (8)

Анализ полученных выражений позволяет сделать следующие выводы.

§ Если на тонкую пленку постоянной толщины падает монохроматическое излучение, то в отраженном свете она будет либо окрашенной в один цвет, либо тёмной.

§ Если толщина пленки неодинакова, то на ней будет наблюдаться интерференционная картина.

§ Если плёнка постоянной толщины освещается белым светом, то она будет иметь окраску, соответствующую длине волны, для которой выполняется условие максимума.

§ Если толщина пленки неодинакова, то при освещении белым светом она будет иметь участки, окрашенные в разные цвета.

Date: 2015-05-05; view: 1132; Нарушение авторских прав