Слайд 1ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА
Учитель физики
Есина Анжела Анатольевна
Школа № 57 г. Рязани
Слайд 2Интерференция света
Интерференция — одно из наиболее убедительных доказательств волновых свойств.
Интерференция присуща
волнам любой природы.
Интерференцией световых волн называется сложение двух когерентных волн, вследствие которого наблюдается усиление или ослабление результирующих световых колебаний в различных точках пространства.
Слайд 3Когерентные волны
Для образования устойчивой интерференционной картины необходимо, чтобы источники волн были
когерентными.
Волны, имеющие одинаковую частоту и постоянную во времени разность фаз, называются когерентными.
Все источники света, кроме лазеров, некогерентные.
Слайд 4Как можно наблюдать интерференцию света?
Чтобы наблюдать интерференцию света, надо получить когерентные
световые пучки.
Для этого, до появления лазеров, во всех приборах для наблюдения интерференции света когерентные пучки получались путем разделения и последующего сведения световых лучей, исходящих из одного источника света.
Для этого использовались щели, зеркала и призмы.
Слайд 5Опыт Юнга
В начале 19-го века английский ученый Томас Юнг поставил опыт,
в котором можно было наблюдать явление интерференции света.
Свет, пропущенный через узкую щель, падал на две близко расположенные щели, за которыми находился экран.
На экране вместо ожидаемых двух светлых полос появлялись чередующиеся цветные полосы.
Слайд 7Наблюдение интерференции в лабораторных условиях
Слайд 8Разность хода двух волн
Δr- геометрическая разность хода двух волн.
Если волны распространяются
в вакууме или воздухе (n=1), то геометрическая разность хода волн Δr равна оптической разности хода волн δ, т.е. Δr=δ
Слайд 9Интерференционные максимумы
Интерференционные максимумы наблюдаются в точках, для которых оптическая разность
хода волн δ равна четному числу полуволн:
Слайд 10Интерференционные минимумы
Интерференционные минимумы наблюдаются в точках, для которых оптическая разность хода
волн δ равна нечетному числу полуволн:
Слайд 11Интерференция в тонких пленках
Мы много раз наблюдали интерференционную картину, когда наблюдали
за мыльными пузырями, за радужным переливом цветов тонкой пленки керосина или нефти на поверхности воды.
Слайд 12Интерференция в тонких пленках
Происходит сложение волн, одна из которых отражается от
наружной поверхности пленки, а вторая — от внутренней.
Когерентность волн, отраженных от наружной и внутренней поверхностей пленки, обеспечивается тем, что они являются частями одного и того же светового пучка.
d
Слайд 13Определение толщины пленки
Пусть d-толщина тонкой
пленки, тогда
Если k –четное число, то
в отраженном свете пленка будет казаться черной.
Если k –нечетное число, то в отраженном свете пленка будет казаться цветной
Слайд 14Объяснение цвета тонких пленок
Томас Юнг объяснил, что различие в цвете связано
с различием в длине волны (или частоте световых волн).
Световым пучкам различного цвета соответствуют волны различной длины.
Слайд 15Объяснение цвета тонких пленок
Для взаимного усиления волн, отличающихся друг от друга
длиной (углы падения предполагаются одинаковыми), требуется различная толщина пленки.
Слайд 16Следовательно, если пленка имеет неодинаковую толщину, то при освещении ее белым
светом должны появиться различные цвета.
Слайд 17Кольца Ньютона
Простая интерференционная картина возникает в тонкой прослойке воздуха между стеклянной
пластиной и положенной на нее плоско-выпуклой линзой, сферическая поверхность которой имеет большой радиус кривизны.
Слайд 18Интерференционная картина имеет вид концентрических колец
Слайд 19Объяснение «колец Ньютона»
Волна 1 отражается от нижней поверхности линзы, а волна
2 — от поверхности лежащего под линзой стекла.
Волны 1 и 2 когерентны: они имеют одинаковую длину и постоянную разность фаз, которая возникает из-за того, что волна 2 проходит больший путь, чем волна 1.
Слайд 20Определение радиуса колец Ньютона
Если известен радиус кривизны R поверхности линзы, то
можно вычислить, на каких расстояниях от точки соприкосновения линзы со стеклянной пластиной разности хода таковы, что волны определенной длины λ гасят друг друга.
Эти расстояния являются радиусами темных колец Ньютона, так как линии постоянной толщины воздушной прослойки представляют собой окружности.
Слайд 21Определение длины волны
Зная радиусы колец, можно вычислить длину волны, используя формулу
где
R — радиус кривизны выпуклой поверхности линзы (k = 0,1,2,...), r — радиус кольца.
Слайд 22Задача № 1. В некоторую точку пространства приходят световые пучки когерентного
излучения с оптической разностью хода 6 мкм. Определить, произойдет усиление или ослабление света в этой точке, если длина волны равна 500 нм и 480 нм.