Рассматривая подобие треугольников, приходим к соотношению
→ = d.
Условие интерференционного максимума Δ = ± k λ → d = ± k λ
Отсюда, в опыте Юнга для светлых полос на экране х = ± k L λ/d
Расстояние Δх между соседними как светлыми, так и темными полосами на экране одинаково и равно Δх = L. Чем меньше расстояние между источниками d и больше L, тем шире интерференционные полосы.
При наблюдении в белом свете все полосы, кроме центральной, которой соответствует k = 0, окрашены и число наблюдаемых полос невелико. Это связано с тем, что полосы соответствующие разным цветам при больших k перекрывают друг друга и дают равномерное освещение. В монохроматическом свете число наблюдаемых полос существенно больше.
Интерференция в тонких плёнках
|
n– показатель преломления; d – толщина пленки (плоскопараллельной стеклянной пластинки);
b – расстояние между точками O и C
α – угол падения светового луча; β – угол преломления
Условие max интенсивности света , т.е.
- max интенсивности света (формула через угол падения светового луча)
- max интенсивности света (формула через угол преломления светового луча).
Полосы равной толщины
Кольца Ньютона – классический пример наблюдения полос равной толщины.
Наблюдение колец Ньютона в отраженном свете
На плоской стеклянной поверхности лежит плосковыпуклая линза. Между линзой и пластиной образуется воздушная прослойка, имеющая в разрезе вид клина, т.е. места равной толщины воздушной прослойки образуют окружности радиуса r. Если R – велико, то – b соизмеримо с λ. При нормальном падении света λ лучи света, отраженные от двух сторон воздушного клина создают в отраженном свете интерференционную картину
В месте контакта линзы со стеклом из-за мелких пылинок толщиной d оптическая разность хода в отраженном свете , но d << и (условие min I )
- max k = 1,2 …
- min k = 1,2 …
Радиус темных колец Ньютона в отраженном свете
k = 0,1,2,…
(k = 0 , центр - тёмное пятно)
Радиус светлых колец Ньютона в отраженном свете
, k = 1,2 ,… или
, k = 0,1,2,
Наблюдение колец Ньютона в проходящем свете
- max I
поскольку , то радиус светлых колец в проходящем свете
, где k = 1, 2, 3, … или
, где k= 0,1,2,…
Просветление оптики (воздух – пленка - стекло)
∆ = (2k+1) - отраженные лучи, интерфирируя, гасят друг друга (расчет ведется для , поэтому просветленная оптика имеет голубоватую или фиолетовую окраску).
Применение интерференции
Просветление оптики. Ослабляется отражение света в оптических системах.
2. Многолучевая интерференция (в лазерной технике) – усиление определенной λ (пластинки с разными n, но разная толщина и одинаковая оптическая разность хода).