1 План урока 1. Способы получения когерентных источников 2. Расчет интерференционных картин 3. Цвета тонких пленок 4. Применение интерференции в технике Ключевые слова: когерентные волны, интерференционная картина, просветление оптики Мыльный пузырь, пожалуй, самое изысканное чудо природы. Марк Твен ТЕМА УРОКА: «ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА»

2 Интерференцией света называется явление наложения когерентных световых волн, в результате которого в одних местах пространства возникают максимумы, а в других – минимумы интенсивности света Волны с одинаковой частотой и постоянной разностью фаз называются когерентными cohaereus – взаимосвязанный

3 Результат наложения когерентных световых волн, наблюдаемый на экране или фотопластинке в виде регулярного чередования областей повышенной и пониженной интенсивности света, называется интерференционной картиной … Кто бы мог подумать, что свет слагаясь со светом, может вызвать мрак… Араго

4 Амплитуда колебаний среды в данной точке максимальна, если разность хода d двух волн, возбуждающих колебания в этой точке, равна целому числу длин волн Амплитуда колебаний среды в данной точке минимальна, если разность хода d двух волн, возбуждающих колебания в этой точке, равна нечетному числу полуволн Условия максимума и минимума

5 Два независимых источника естественного света не являются когерентными! Атомы источников излучают свет независимо друг от друга отдельными цугами синусоидальных волн, которые не согласованы друг с другом! Традиционными современными источниками когерентного излучения являются лазеры!

6 … Надо свет от одного источника разделить на два пучка и, заставив их пройти различные пути, свести вместе… Огюстен Френель …Когерентные волны от одного источника возникают при отражении света от передней и задней поверхностей тонких пленок… Томас Юнг идея Френеля идея Юнга 1 2

7 …Надо свет от одного источника разделить на два пучка и, заставив их пройти различные пути, свести вместе… Огюстен Френель С помощью разделения пучка на две части получают два мнимых источника света, дающих когерентные волны! Билинза Бийе

8 В результате деления фронта волны световые волны, идущие от щелей S1 и S2 (шириной около 1 мкм) оказывались когерентными, создавая на экране устойчивую интерференционную картину Опыт Юнга Вследствие интерференции происходит перераспределение энергии в пространстве Энергия концентрируется в максимумах за счет того, что в минимумы не поступает совсем!

9 Зеркала Френеля Френель предложил в качестве двух когерентных источников воспользоваться двумя изображениями одного и того же действительного источника света в двух плоских зеркалах Почему в центре интерференционной картины всегда светлая полоса?

10 Бипризма Френеля В качестве двух когерентных источников используются два изображения одного и того же действительного источника света в результате преломления света в обеих призмах Бипризма Френеля состоит из двух одинаковых, сложенных основаниями призм с малыми преломляющими углами (порядка нескольких минут)

11 Обе половины линзы немного разведены, поэтому они создают два не совпадающих мнимых изображения точечного источника, расположенного на оси линз. Интерференция наблюдается на экране за линзами Билинза Бийе - устройство представляющее собой две половины собирающей линзы, разрезанные по диаметру Прорезь закрывается непрозрачным экраном А, а падающие на линзу лучи проходят через действительные изображения щели S1 и S2 и дальше перекрываются, образуя интерференционное поле

…Когерентные волны от одного источника возникают при отражении света от передней и задней поверхностей тонких пленок(масляные пленки и пленки жира на воде, крылья насекомых, мыльные пузыри)… Томас Юнг И нефть, попав из бака в водоем, Павлиний хвост внезапно распустила. Она об органическом своем Происхожденьи снова загрустила. Л.Н. Мартынов 4 12

13 В веществе скорость распространения света, а следовательно, и длина световой волны уменьшается по сравнению с вакуумом в n раз Оптическая длина волны – характеризует число длин волн, которые укладываются в данной среде на протяжении геометрического пути волны

14 Кольца Ньютона - интерференционная картина, возникающая при отражении света в тонкой воздушной прослойке между плоской стеклянной пластиной и плосковыпуклой линзой большого радиуса кривизны Интерференционная картина имеет вид концентрических колец, получивших название колец Ньютона

15 Интерференцию света можно наблюдать в тонких масляных или мыльных плёнках Объясняется окраска тонких плёнок тем, что световые волны, отражённые двумя поверхностями тонкой плёнки, распространяются в одном направлении(волны 2 и 3), но проходят разные пути

16 Полосы равного наклона (интерференция в тонких пленках) Если пленка идеальна, однородна и плоскопараллельна, то в зависимости от ее толщины, поверхность пленки оказывается либо равномерно освещенной, либо равномерно затемненной

17 Полосы равного наклона (интерференция в тонких пленках) Если толщина пленки неодинакова, то наблюдается чередование светлых и темных полос, что позволяет осуществлять контроль качества поверхности

18 Домашнее задание: Учебник Л.Э. Генденштейн, Ю.И. Дик Физика 11, §16.