 |
Интерференция света в тонких плёнках
|
|
|
|
Электромагнитная плоская бегущая волна. Ее характеристики.
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ
- это электромагнитное поле, распространяющееся в пространстве с конечной скоростью,
зависящей от свойств среды.
Электромагнитная волна – распространяющееся в пространстве электромагнитное поле
(колебания векторов 
). Вблизи заряда электрическое и магнитное поля изменяются со сдвигом фаз π/2.
Свойства электромагнитных волн:
-распространяются не только в веществе, но и в вакууме;
- распространяются в вакууме со скоростью света (С = 300 000 км/c);
- это поперечные волны;
- это бегущие волны (переносят энергию).
Источником электромагнитных волн являются ускоренно движущиеся электрические заряды.
Колебания электрических зарядов сопровождаются электромагнитным излучением, имеющим частоту, равную частоте колебаний зарядов.
62.Когерентные волны. Интерференция света. Условия максимума и минимума интерференции.
Интерференция волн
– это явление наложения когерентных волн
- свойственно волнам любой природы (механическим, электромагнитным и т.д.
Когерентные волны - это волны, испускаемые источниками, имеющими одинаковую частоту и постоянную разность фаз.
При наложении когерентных волн в какой-либо точке пространства амплитуда колебаний (смещения) этой точки будет зависеть от разности расстояний от источников до рассматриваемой точки. Эта разность расстояний называется разностью хода.
При наложении когерентных волн возможны два предельных случая:
Условие максимума:
Разность хода волн равна целому числу длин волн (иначе четному числу длин полуволн).
где
В этом случае волны в рассматриваемой точке приходят с одинаковыми фазами и усиливают друг друга – амплитуда колебаний этой точки максимальна и равна удвоенной амплитуде.
|
|
|
Условие минимума:
Разность хода волн равна нечетному числу длин полуволн.
где
Волны приходят в рассматриваемую точку в противофазе и гасят друг друга.
Амплитуда колебаний данной точки равна нулю.
В результате наложения когерентных волн (интерференции волн) образуется интерференционная картина.
- интерференционная картина наложения когерентных механических волн на воде
При интерференции волн амплитуда колебаний каждой точки не меняется во времени и остается постоянной.
При наложении некогерентных волн нет интерференционной картины, т.к. амплитуда колебаний каждой точки меняется со временем.
Интерференция света на тонких пленках и пластинках. Условия максимума и минимума.
Интерференция света в тонких плёнках
Получить устойчивую интерференционную картину для света от двух разделённых в пространстве и независящих друг от друга источников света не так легко, как для источников волн на воде. Атомы испускают свет цугами очень малой продолжительности, и когерентность нарушается. Сравнительно просто такую картину можно получить, сделав так, чтобы интерферировали волны одного и того же цуга[1]. Так, интерференция возникает при разделении первоначального луча света на два луча при его прохождении через тонкую плёнку, например плёнку, наносимую на поверхность линз у просветлённых объективов. Луч света, проходя через плёнку толщиной 
, отразится дважды — от внутренней и наружной её поверхностей. Отражённые лучи будут иметь постоянную разность фаз, равную удвоенной толщине плёнки, отчего лучи становятся когерентными и будут интерферировать. Полное гашение лучей произойдет при 
, где 
— длина волны. Если 
нм, то толщина плёнки равняется 550:4=137,5 нм.
Лучи соседних участков спектра по обе стороны от нм интерферируют не полностью и только ослабляются, отчего плёнка приобретает окраску. В приближении геометрической оптики, когда есть смысл говорить об оптической разности хода лучей, для двух лучей
|
|
|
— условие максимума;
— условие минимума,
где k=0,1,2... и 
— оптическая длина пути первого и второго луча, соответственно.
Явление интерференции наблюдается в тонком слое несмешивающихся жидкостей (керосина или масла на поверхности воды), в мыльных пузырях, бензине, на крыльях бабочек, в цветах побежалости, и т. д.
|
|
|
