|
ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА 1. Применение интерференции Явление интерференции света имеет разнообразное практическое применение. Используя это явление, можно точно определять длины световых волн, измерять показатели преломления газов и других веществ, выяснять точные измерения линейных размеров, контролировать качество шлифовки и полировки поверхностей и др. Объективы и окуляры современных оптических приборов содержат по несколько линз. Следовательно, свет должен пройти хотя бы десяток границ раздела воздух-стекло. А на каждой такой границы свет частично отражается. Это не только приводит к ослаблению интенсивности света, но и образует в результате многих отражений дополнительные световые пятна, которые ухудшают качество изображения. Украинский физик А. Т. Смакула нашел эффективный способ: ослабить отражения можно, если одну отраженную световую волну заменить двумя! Для этого необходимо на поверхность стекла нанести тонкую пленку такой толщины, чтобы отраженные от двух поверхностей световые волны послабляли друг друга. Далее приведем некоторые примеры применения интерференции. Особое внимание следует обратить на физические принципы, лежащие в основе технических приложений этого явления. Рекомендовано рассмотреть (на выбор учителя) некоторые из приведенных здесь примеров: 1). Интерферометры. 2). Просветление оптики. 3). Проверка качества обработки поверхностей. 4). Сверхточное определение размеров. 5). Определение длин световых волн. 6). Определение эталона 1 м в длинах световых волн. 1). Определите толщину пленки на поверхности линзы, если пленка рассчитана на максимальное гашение световой волны длиной 555 нм. Абсолютный показатель преломления пленки 1,231. Решения. Волны, отраженные от внешней и внутренней поверхностей пленки, должны гасить друг друга, поэтому разность их хода соответствует условию минимума: Поскольку в процессе просветления оптики стараются использовать наиболее тонкие пленки, то наименьшая толщина пленки соответствует условию: Δdmin = λ/2. Длина волны в пленке меньше, чем длина волны в вакууме в n раз: λ = λ0/n. Пленки рассчитывают для нормально падающего света, поэтому разность хода равна удвоенной толщине пленки: Δdmin = 2h. Окончательно получаем:
Подставив числовые значения, получаем, что толщина пленки равна 113 нм. 2). На плоской полированной поверхности стекла лежит полированная стеклянная пластинка. Когда под правый край пластинки подложили фольгу, в отраженном свете получили показанную на рисунке интерференционную картину. Определите толщину фольги, если длина световой волны λ = 650 нм.
Решения. Интерференционные полосы появились потому, что разность хода двух отраженных пучков света отличается в разных местах пластинки (толщина воздушного зазора увеличивается от нуля до максимального значения h).
Две соседние темные полосы соответствуют местам, где разность хода отличается на длину волны (следовательно, толщина воздушного зазора - на λ/2). Учитывая количество темных полос на рисунке в условии задачи, получаем h = 8 · λ/2 = 4λ = 2,6 мкм. 3). В некоторую точку пространства приходят когерентные световые волны с геометрической разностью хода 1,2 мкм. Длина волн в вакууме 600 нм. Определите, усиление или ослабление света происходит в точке, если свет распространяется: в вакууме, в воздухе, в воде. 4). Частота когерентных световых волн от двух источников A и B равна 6 · 1014 Гц. Каков результат интерференции света в точке отрезка AB, удаленный на 0,25 мкм от середины этого отрезка? Домашнее задание 1. Подр-1: § 44 (п. 5, 6); подр-2: § 21 (п. 1). 2. Сб.: Рів1 № 14.13; 14.27. Рів2 № 14.36; 14.37; 14.38. Рів3 № 14.48, 14.49; 14.50; 14.51.
|
|
