Просветление оптики

Явление интерференции используется для уменьшения потерь при отражении от поверхностей объективов оптических приборов.

Прохождение света через каждую линзу сопровождается отражением» 4% падающего света. В сложных оптических системах, таких, как фотоаппараты с объективами, состоящими из нескольких преломляющих поверхностей, потеря светового потока достигает заметной величины. Для уменьшения потерь, а также для улучшения контрастности изображения применяется метод нанесения тонких прозрачных пленок на преломляющие поверхности линз, что снижает коэффициент отражения.

Толщина пленки подбирается так, чтобы волны отраженные от обеих ее поверхностей, погашали друг друга. Показатель преломления пленки отличается от показателя преломления линзы n_Л и, как правило, выбирается:

.

При этом интенсивность обеих волн, отраженных от поверхностей пленки, одинакова.

8.5. Кольца Ньютона

Пусть плоская волна падает на поверхность плоскопараллельной линзы большого радиуса кривизны R (рис. 8.6). Проходя через линзу, волна разделяется, т.к. волна 1 отразится от нижней поверхности линзы, а волна 2 отразится от поверхности пластинки, к которой прижимается линза. Между линзой и пластинкой образуется воздушный клин переменной толщины a.

Рис. 8.5.

Из треугольника OAB находим:

.

Толщина воздушного клина

. (8.16)

Оптическая разность хода и разность фаз двух когерентных волн 1 и 2:

, (8.17)

.

При интерференции волны образуют картину в виде чередующихся светлых и темных колец, которые можно наблюдать с помощью микроскопа. Радиусы светлых колец найдем из условия максимума при интерференции:

,

с учетом (8.16) находим:

,

, (8.18)

где k = 1,2,… - номера колец Ньютона.

Радиусы темных колец

, (8.19)

где k = 1, 2, 3,…

При известной длине волны излучения l₀ можно найти радиус кривизны линзы R, измеряя каким-либо способом радиусы колец Ньютона.

Контрольные вопросы:

1. Какие волны называются когерентными?

2. Является ли естественный свет когерентным и монохроматическим?

3. В чем заключается явление интерференции света?

4. Как разность фаз связана с оптической разностью хода волн?

5. Как изменяется фаза волны и оптическая длина пути при отражении от границы раздела оптически менее плотной с более плотной средой?

6. Какие известны способы наблюдения интерференции?

7. Сделайте вывод условия максимума и минимума при интерференции света а) в тонких пластинках; б) в опыте Юнга.

8. Выведите формулы радиуса темных и светлых колец Ньютона.

ГЛАВА 9. Дифракция света

9.1. Принцип Гюйгенса – Френеля

9.2. Метод зон Френеля

9.3. Дифракция Фраунгофера на щели

9.4. Дифракционная решетка

9.5. Дифракция Френеля на круглом отверстии

9.6. Дифракция на пространственной решетке

9.1. Принцип Гюйгенса – Френеля

Дифракцией называется совокупность явлений, наблюдаемых при распространении света в среде с резкими неоднородностями.

Дифракция возникает при условии, что размер препятствия сравним по величине с длиной волны. Между интерференций и дифракцией нет существенного физического различия.

При интерференции происходит перераспределение интенсивности, возникающее в результате суперпозиции волн, возбуждаемых конечным числом источников. При дифракции число когерентных источников бесконечно и они непрерывно распределены.

Основные закономерности дифракции света могут быть установлены с помощью двух принципов: принцип Гюйгенса и закона интерференции.

Фронтом волны называется геометрическое место точек, до которых доходит волна в данный момент времени.

Поиск по сайту: