Партнерка на США и Канаду по недвижимости, выплаты в крипто
- 30% recurring commission
- Выплаты в USDT
- Вывод каждую неделю
- Комиссия до 5 лет за каждого referral
· В результате расчета разности хода лучей 1′′ и 2′′, должно получиться выражение 
.
· Используйте соотношение, следующее из геометрии рисунка, и условие максимума и минимума интенсивности при интерференции волн 1′′ и 2′′. Должны получиться выражения для радиусов колец Ньютона:
, 
,
в обоих случаях нумерация начинается с 
. Центральное кольцо в проходящем свете должно быть светлым.
ПРИМЕР 3. Кольца Ньютона в отраженном белом свете.
Условие в примере 3 такое же, как и в примере 1, но падающий свет не монохроматический, а белый. Какой будет интерференционная картина (рассматривать в отраженном свете)?
Ответ: В середине интерференционной картины будет тёмное пятно. Первое за центральным светлое кольцо будет представлять собой последовательный набор колец семи цветов (спектр), ближним к центру будет фиолетовое кольцо. Также будет выглядеть второе, третье и т. д. светлые кольца. Чем дальше кольца от средины интерференционной картины, тем их цвета более размытые. Это связано с тем, что кольца разных цветов от максимумов разного порядка попадают в одну точку на интерференционной картине (подобное явление описано в схеме Юнга, раздел 2.2).
2.6. ИНТЕРФЕРОМЕТРЫ
Явление интерференции используется в ряде точных измерительных приборов, одним из которых является интерферометр. В настоящее время интерферометры стали частью элементов волоконнооптической связи (ВОЛС). Мы рассмотрим два типа интерферометров.
Интерферометр Жамена, схема которого представлена на рисунке 4.2.7, состоит из двух толстых совершенно одинаковых плоскопараллельных пластин А и В, установленных параллельно друг другу.
| |
Рисунок 4.2.7. – Схема интерферометра Жамена |
Лучи света от монохроматического источника S падают на поверхность пластины А под углом 450. На рисунке показан только один луч из светового пучка. В результате его отражения от обеих поверхностей пластины А получаются два когерентных луча 1 и 2, которые, отражаясь от поверхностей пластины В, дают четыре когерентных луча (см. рисунок 4.2.7). Интерферометр настраивают на лучи, оптический путь которых в пластинах А и В интерферометра одинаков: они показаны на рисунке 4.2.7 стрелками внутри пластин. Интерференционная картина рассматривается в микроскоп, который на рисунке не обозначен (только линза объектива). Интерференционная картина будет обусловлена разностью хода лучей, на которые настроен интерферометр. Пути, проходимые лучами между пластинами называются плечами интерферометра. Разность хода этих лучей равна
, (4.2.27)
(
– плечи интерферометра), пути лучей в пластинах одинаковы, и при нахождении разности хода вклад в 
они не дают.
Если поставить в одно из плеч интерферометра кювету «К» с газом, показатель преломления которого надо определить, то разность хода изменится. Луч 1 до кюветы и после нее будет распространяться в воздухе, а в кювете луч 1 проходит через газ, которым она наполнена. Разность хода лучей 1 и 2 будет равна 
, т. е. она изменится на величину 
, где n – показатель преломления газа, который надо определить, h – длина кюветы. Вследствие изменения разности хода интерферирующих лучей, интерференционная картина на экране микроскопа также изменится, она сместится в ту или иную сторону от центра экрана. Если мы наблюдали за точкой в интерференционной картине, в который был максимум m-го порядка, а после установки кюветы с газом в данной точке стал ( )-го порядка, то, вычитая из уравнения 
уравнение 
, получим
, (4.2.28),
отсюда 
.
С помощью интерферометров также можно точно измерять размеры тонких прозрачных изделий (см. формулу 4.2.28). Если показатель преломления изделия n известен, то можно определить толщину изделия h. Все измерения основаны на изменении разности хода лучей, на которые первоначально настроен интерферометр, при помещении в одно или оба плеча интерферометра исследуемых прозрачных для света изделий.
Интерферометр Майкельсона (см. схему на рисунке 4.2.8). Свет от монохроматического источника S падает на покрытую с задней стороны тонким полупрозрачным слоем серебра стеклянную пластину А, которая пропускает 50% и отражает 50% падающего на нее света. При отражении от задней поверхности пластины А часть света (горизонтальный луч 1) попадает на зеркало 1, отражается, возвращается к пластине А, проходит через нее (луч 
). При прохождении через полупрозрачную пластину А свет попадает на зеркало 2, отражается, возвращается к платине А и отражается от нее (луч света 
). На пути луча 2 ставится стеклянная пластина В такая же, что и пластина А, только не серебренная. Эта пластина называется компенсационной и предназначена для того, чтобы лучи 1 и 2 проходили в стеклянных пластинах одинаковые пути, которые не надо было бы учитывать при определении разности хода этих лучей. На рисунке 4.2.8 указаны только лучи, отраженные от пластин, на которые настраивают интерферометр. Одно из зеркал (например, зеркало 1) является подвижным, его можно перемещать с помощью микровинта.
| |
Рисунок 4.2.8. – Схема интерферометра Майкельсона. |
Лучи и являются когерентными и могут давать интерференционную картину. Оптическая разность хода этих лучей определяется удвоенной разностью длины плеч интерферометра 
:
, (4.2.29),
где n – абсолютный показатель преломления воздуха.
Также как и в интерферометре Жамена, если в одно из плеч или в оба плеча интерферометра Майкельсона поставить кювету с газом или прозрачное для света изделие, то это приведет к изменению разности хода лучей 1´ и 2´ и к смещению интерференционной картины относительно ее центра на экране наблюдений. Вернуть прежнее положение картины на экране можно, передвигая с помощью микровинта зеркало 1, а по его перемещению можно определить изменение разности хода интерферирующих лучей, а, следовательно, и рассчитать в зависимости от постановки задачи либо показатель преломления газа, заполняющего кювету, либо длину прозрачных изделий.
2.7. ПРОСВЕТЛЕНИЕ ОПТИКИ
Возможность ослабления отраженного от поверхности света вследствие интерференции в тонких пленках широко используется в современных оптических приборах (биноклях, фотоаппаратах, перископах и т. д.) Для этого на передние поверхности линз и призм, используемых в приборах, наносят тонкие прозрачные пленки, абсолютный показатель преломления 
которых. меньше показателя преломления материала, из которого сделана линза или призма (
). Свет падает на линзу из воздуха 
.
Таким образом, выполняется соотношение:
<
<
(4.2.30)
Толщина пленки подбирается так, чтобы осуществлялся минимум интерференции для отраженного света с длиной волны 550 нм, соответствующей наибольшей чувствительности глаза. Для других цветов условие минимума не выполняются, они отражаются от поверхности пленки, и она кажется окрашенной в красно – фиолетовый цвет. Такой прием ослабления отраженного света называется просветлением оптики.
Коэффициент преломления пленки подбирается так, чтобы осуществлялось наиболее полное гашение световых волн от верхней и нижней поверхностей пленки. Это имеет место при равенстве коэффициентов отражения от обеих поверхностях (см. приложение 2). От верхней поверхности пленки коэффициент отражения равен 
. Коэффициент отражения света от нижней поверхности равен
. Приравнивая друг другу эти выражения, получим соотношение для вычисления оптимального значения показателя преломления пленки 
. Отсюда для оптимального значения показателя преломления наносимой пленки получаем
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 |
Основные порталы (построено редакторами)