ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТОВЫХ ВОЛН

Вопросы к коллоквиуму

1. Монохроматическая волна.

2. Оптическая длина пути волны

3. Оптическая разность хода двух волн.

4. Разность фаз двух волн. Связь между разностью фаз и опти­ческой разностью хода.

5. Когерентные и некогерентные волны.

6. Время когерентности. Длина когерентности.

7. Интенсивность света при наложении двух некогерентных волн.

8. Интенсивность света при наложении двух когерентных волн:

a) амплитуды волн различные

b) амплитуды волн равные

9. Условия максимумов и минимумов интенсивности при интерфе­ренции.

10. Методы получения когерентных волн в оптике:

a) опыт Юнга

b) бипризма Френеля

c) бизеркала Френеля

d) билинзы

11. Ширина полосы интерференции.

12. Вычисление ширины полосы интерференции и числа наблюдае­мых полос в схемах

a) опыт Юнга

b) бипризма Френеля

c) бизеркала Френеля

d) билинзы

13. Интерференция в тонких пленках. Оптическая разность хода (разность фаз), дополнительная разность хода (разность фаз).

14. Полосы равной толщины:

а) клин; б) кольца Ньютона в отраженном и проходящем свете.

 Локализация полос равной толщины.

15. Полосы равного наклона. Локализация полос равного наклона.

16. Условия наблюдения полос равной толщины и равного наклона.

17. Оценка толщины пленки, на которой возможно наблюдать ин­терференцию.

18. Применение интерференции:

a) интерферометры; б) "просветленная оптика".

Задачи к коллоквиуму

1. В опыте Юнга на пути одного из интерферирующих лучей помещалась тонкая стеклянная пластинка, вследствие чего центральная светлая полоса смещалась в положение, первоначально занятое пятой светлой полосой (не считая центральной). Луч падает перпендикулярно к поверхности пластинки. Показатель преломления пластинки 1,5. Длина волны 600 нм. Какова толщина пластинки?

(Ответ: )

2. Пучок света ( ) падает перпендикулярно к поверхности стеклянного клина. Угол клина . Какое число темных интерференционных полос приходится на единицу длины клина? Показатель преломления стекла .

(Ответ: 5 см^-1)

3. Установка для получения колец Ньютона освещается светом с длиной волны  589 нм, падающим по нормали к поверхности пластинки. Радиус кривизны линзы 10 м. Пространство между линзой и стеклянной пластинкой заполнено жидкостью. Найти показатель преломления жидкости, если радиус третьего светлого кольца в проходящем свете 3,65 мм.

(Ответ: 1,33)

4. В опыте с интерферометром Майкельсона для смещения интер-ференционной картины на 500 полос потребовалось переместить зер-кало на расстояние 0,161 мм. Найти длину волны падающего света.

(Ответ: )

5. При наблюдении интерференции света от двух мнимых источников монохроматического света с  на длине экрана в 4,0 см наблюдается 8,5 полосы. Определить расстояние между источниками света, если от них до экрана 2,75 м.

(Ответ: 0,3 мм)

6.  Какую наименьшую толщину должна иметь пластинка, сделанная из материала с показателем преломления 1,54, чтобы при ее освещении лучами с длинной волны 750 нм, перпендикулярными к поверхности пластинки, она в отраженном свете казалась: 1) красной? 2) черной?

(Ответ: 0,12 мкм, 0,24 мкм)

Вопросы к лабораторным работам

I. «Определение радиуса кривизны линзы с помощью колец Ньютона»

1. Как изменится картина колец Ньютона при наблюдении в белом свете?

2. Получить формулу для определения радиуса кривизны линзы.

3. Чем будет отличаться картина колец Ньютона, наблюдаемая в проходящем свете, от картины,  наблюдаемой в отраженном свете?

4. Сравните интенсивность интерферирующих пучков света для случаев наблюдения в проходящем и отраженном свете. В каком из случаев картина более контрастна?

5. Что будет наблюдаться, если линзу слегка поднять над пластинкой? Проверьте ответ экспериментально.

6. Как изменится картина колец Ньютона, если пространство между линзой и пластинкой заложить водой?

7. Натриевая лампа излучает почти монохроматические волны (дублет) с длинами 5890 Ǻ и 5896 Ǻ. При каком номере кольца Ньютона из-за этого потеряют резкость?

8. Почему центр колец Ньютона, наблюдаемых в отраженном свете обычно темный?

II. «Определение длины c световой волны с помощью бипризмы Френеля»

1. Покажите, что нарушение когерентности ведет к суммированию интенсивностей, т.е. к отсутствию интерференции.

2. Как влияет ширина щели на интерференционную картину? (Проверить экспериментально).

3. Как влияет наличие светофильтра на интерференционную кар­тину? (Проверить экспериментально).

4. Как из Ваших измерений найти величину преломляющего угла бипризмы? Почему этот угол должен быть малым?

5. Почему в опытах с билинзой и бипризмой излучение источника должно обладать значительной временной когерентностью?

6. Как можно упростить установку с бипризмой, если использовать лазерное излучение?