Плоскопараллельная пластинка

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА

Основные вопросы по теме «интерференция», ответы на которые ОБЯЗАТЕЛЬНО должны быть в конспекте.

1. Запишите уравнение плоской электромагнитной волны.

2. Основные свойства плоских электромагнитных волн.

3. Рассмотрите задачу о сложении двух монохроматических волн и , в которых колебания светового вектора происходят по гармоническому закону, выведите формулу для интенсивности суммарного волнового поля и получите условия образования максимума и минимума интенсивности.

4. Дайте определение интерференции.

5. Что такое оптическая разность хода?

6. Как связана оптическая разность хода с разностью фаз?

7. Какие волны называются когерентными?

8. Какая связь между периодом и циклической частотой колебаний? Какая связь между
волновым числом и длиной волны света?

9. Рассмотрите интерференционный опыт Юнга: 1. Нарисуйте схему интерференции (ход лучей). 2. Выведите формулу, определяющую положение m-го максимума. 3. Выведите формулу ширины интерференционной полосы.

10. Кольца Ньютона: 1. Схема интерференции (ход лучей). 2. Вывод формулы для радиусов темных и светлых колец в отраженном свете.

11. Интерференция волн, отраженных от плоскопараллельной пластинки:

1. Интерференционная схема. 2. Оптическая разность хода между интерферирующими лучами. 3. Условия образования максимума и минимума интенсивности.

12. В рассмотренных выше опытах наблюдаются полосы равной толщины или равного наклона?

ПОДСКАЗКИ (БАЗОВЫЙ УРОВЕНЬ)

ОПЫТ ЮНГА

ОБЪЯСНИТЬ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННУЮ СХЕМУ

ВЫВЕСТИ ФОРМУЛУ

Ширины интерференционной полосы

 

 

Разность хода соответствует разности фаз . Из условия максимума интенсивности можно найти координаты , где будут расположены полосы наибольшей интенсивности (см. рис.)

или , .

Минимумы (тёмные полосы) будут располагаться там, где

при , то есть

,

Расстояние между двумя светлыми или тёмными полосами составляет:

, и величина называется шириной интерференционной полосы.

Для тех точек, куда волны приходят в фазе, выполняется условие , то есть на длине укладывается чётное число полуволн или целое число волн. При интерференции волны усиливают друг друга. В этих точках наблюдается максимум интенсивности и при равных амплитудах волн суммарная амплитуда в 2 раза больше, а интенсивность в 4 раза больше интенсивности каждой из волн.

В тех точках, куда волны приходят в противофазе, и выполняется условие , то есть на длине укладывается нечётное число полуволн или полуцелое число волн, и волны гасят друг друга.

Полосы равного наклона и равной толщины

Плоскопараллельная пластинка

Разность хода между интерферирующими лучами -

Из рисунка ,

Из закона , ( - показатель преломления среды над стеклянной пластинкой) получается

Окончательно

Рис. Интерференция при отражении

от тонкой пленки (плоскопараллельной пластины)

 

Каждой координате темной полосы соответствует определенный угол падения света на пластинку . Поэтому интерференционные полосы в этом случае называют полосами равного наклона.

Кольца Ньютона

ОБЪЯСНИТЬ

-для радиусов темных интерференционных колец Ньютона

- для радиусов светлых интерференционных колец Ньютона.

Каждой координате ( радиусу ), т.е. каждой темной интерференционной полосе (темному кольцу), соответствует определенная толщина воздушной прослойки (клина) под ней. Поэтому интерференционные полосы в этом случае называют полосами равной (постоянной) толщины