Конспект лекций по УД Физика (1 курс, СПО, технический профиль ). Конспект лекций для студентов 1 курса всех форм обучения Специальность 19. 02. 10 Технология продукции общественного питания
 Скачать 4.41 Mb.
|
|
22.1. Интерференция в тонких пленках. Наиболее типичным и распространенным примером интерференции света является интерференция в тонких пленках (мыльная пленка, тонкая стеклянная пластинка и т.д.). Н  а рисунке показана тонкая пленка толщиной d, на нее под углом i1 к нормали N падает параллельный пучок лучей. Рассмотрим результат интерференции в лучах, отраженных от пленки. Для подсчета разности хода выделим из пучка отдельный луч а, падающий на первую поверхность в точке А под углом падения i1. Этот луч частично отразится, образовав луч а частично преломится и упадет на вторую поверхность пластины в точке В. Здесь он снова частично преломится и частично отразится. То же произойдет и в точке С, где возникнет преломленный луч b, параллельный лучу а. Опустим из точки С перпендикуляр СЕ на направление луча а. Тогда, считая коэффициент преломления пластины равным n, а коэффициент преломления среды вне пластины (воздуха) равным единице, получим для разности хода между лучами а и b: ,где – длина волны рассматриваемого света. Величина /2 представляет собою добавочную разность хода, возникающую при отражении луча а на границе между воздухом и пластиной: если бы среда вне пластины имела коэффициент преломления больше, чем коэффициент преломления пластины, то потеря полуволны имела бы место при отражении в точке В. Кроме того, учтено, что оптический путь равен геометрическому пути, умноженному на показатель преломления среды, в которой распространяется свет. Из рисунка имеем  , где d – толщина пленки, i2 – угол преломления. Также из рисунка следует, что  .Воспользовавшись законом преломления:  , перепишем выражение для АЕ в виде: .Подставив в выражение для разности хода вместо АВ, ВС и АЕ их значения, найдем  или  .Это выражение можно несколько преобразовать, введя в него вместо угла преломления i2, угол падения i1. Воспользовавшись законом преломления, найдем  ,после чего получим:  .Разность хода зависит от толщины d пленки, показателя преломления n материала, угла падения лучей i1 и длины волны падающего света. Итак, результат интерференции в тонких пленках определяется следующими условиями, выраженными через оптическую разность хода. Условие максимума:  , где k = 0, 1, 2, …Условие минимума:  , где k = 0, 1, 2, …Анализируя последние два выражения, приходим к выводам: 1) если на тонкую пленку падает монохроматическое излучение (например, = 6,710-7 м – красный цвет), то она в отраженном свете будет либо красной (максимум), либо темной (минимум); 2) если на тонкую пленку падает белый свет (сложный), то она будет иметь окраску, соответствующую , для которой выполняется условие максимума. Однородная окраска при угле падения i1 наблюдается в том случае, когда толщина пленки всюду одинакова, в противном случае постоянной окраски не будет и только части пленки, имеющие одинаковую толщину, будут казаться окрашенными в один цвет. Интерференционная картина наблюдается и в проходящем свете, но так как в проходящем свете нет потери полуволны, то вся картина интерференции изменится на обратную. |