Интерференция света от пластинки постоянной и переменной толщины.Кольца Ньютона.Просветление оптики.Интерферометры

1. Полосы равного наклона (интерфе­ренция от плоскопараллельной пластин­ки). Для данных l₀, d и n каждому на­клону i лучей соответствует своя интер­ференционная полоса. Интерференцион­ные полосы, возникающие в результате наложения лучей, падающих на плоскопа­раллельную пластинку под одинаковыми углами, называются полосами равного на­клона.

Лучи 1' и 1 ", отразившиеся от верхней и нижней граней пластинки, параллельны друг другу, так как пластин­ка плоскопараллельна. Следовательно, ин­терферирующие лучи 1 ' и 1 " «пересекают­ся» только в бесконечности, поэтому гово­рят, что полосы равного наклона локали­зованы в бесконечности. Для их на­блюдения используют собирающую линзу и экран (Э), расположенный в фокальной плоскости линзы. Параллельные лучи 1' и 1" соберутся в фокусе F линзы (ее оптическая ось параллельна лу­чам 1' и 1"), в эту же точку придут и дру­гие лучи (луч 2), парал­лельные лучу 1, в результате чего увеличи­вается общая интенсивность. Лучи 3, наклоненные под другим углом, соберутся в другой точке Р фокальной плоскости линзы. Легко показать, что если оптиче­ская ось линзы перпендикулярна повер­хности пластинки, то полосы равного на­клона будут иметь вид концентрических колец с центром в фокусе линзы.

2. Полосы равной толщины (интерфе­ренция от пластинки переменной толщины).

Пусть на клин (угол а между боковы­ми гранями мал) падает плоская волна, направление распространения которой со­впадает с параллельными лучами 1 и 2 (рис. 251). Из всех лучей, на которые разделяется падающий луч 1, рассмотрим лучи 1 ' и 1 ", отразившиеся от верхней и нижней поверхностей клина. При опре­деленном взаимном положении клина и линзы лучи 1' и 1" пересекутся в не­которой точке А, являющейся изображе­нием точки В. Так как лучи 1' и 1" коге­рентны, они будут интерферировать. Если источник расположен довольно далеко от поверхности клина и угол а достаточно мал, то оптическая разность хода между интерферирующими лучами 1' и 1" может быть с достаточной степенью точности вы­числена по формуле, где в качест­ве d берется толщина клина в месте паде­ния на него луча. Параллельный пучок света падает нормально на плоскую повер­хность линзы и частично отражается от верхней и нижней поверхностей воздушного зазора меж­ду линзой и пластинкой. При наложении отра­женных лучей возникают полосы равной толщи­ны, при нормальном падении света имеющие вид концентрических окружностей.

В отраженном свете оптическая разность хода (с учетом потери полуволны при отра­жении), при условии, что показатель преломления воздуха n =1, а i=0, D=2 d +l₀/2,

где d — ширина зазора. Из рис. следует, что R²= (R-d)² +r ², где R — радиус кривизны линзы, r — радиус кривизны окружности, всем точкам которой соответствует одинаковый зазор d. Учитывая, что d мало, получим d = r²/(2R). Следовательно, D= r²/R+l₀/2. получим выраже­ния для радиуса m-го светлого кольца

r_m=Ö((m -^l/₂ )l ₀ R) (m=1, 2, 3,...)

и радиуса m-го темного кольца

Измеряя радиусы соответствующих колец, мож­но (зная радиус кривизны линзы R) определить l₀ и, наоборот, по известной l₀ найти радиус кривизны линзы R.

интерференции применяется для улучшения качества оптических приборов (просветление оптики) и получе­ния высокоотражающих покрытий. про­светление оптики- это сведение к минимуму коэффициентов отражения поверхностей оптических систем путем нанесения на них прозрачных пленок, толщина которых соизмерима с длиной волны оптического излучения. Для этого на свободные поверхности линз наносят тонкие пленки с показателем преломления меньшим, чем у материала линзы.

чтобы интерферирующие лучи гасили друг друга. Для этого их амплитуды до­лжны быть равны, а оптическая разность хода — равна (2m+1)l₀/2. амплитуды отра­женных лучей равны, если n=Ö n _c.

Date: 2015-08-06; view: 959; Нарушение авторских прав