Интерференция света

Презентация к уроку в 11 классе по теме:
Учитель физики:
Добровольская Лариса Михайловна
ГОУ СОШ 2056 г. Москвы
2012 г.
Интерференция света

Интерференция
- сложение в пространстве волн, при котором образуется постоянное во времени распределение амплитуд результирующих колебаний.
- источники волн, у которых одинаковая частота колебаний и постоянная разность фаз
Когерентные источники

Сложение волн
Условие max: Δl = k·λ
Условие min: Δl = (2k+1)·λ/2
где k = 0, 1, 2, 3, …

Английский учёный
Томас Юнг
первым пришёл к мысли о возможности объяснения цветов тонких плёнок сложением волн одна из которых отражается от наружной поверхности плёнки, а другая – от внутренней.

1. Мыльные пузыри
Телом слабый, но сияньем - сильный,
Точно дух, пузырь явился мыльный.
Новелла Матвеева

Цуг волн от каждого излучающе-го атома разделяется плёнкой на два, а затем эти части сводятся вместе и интерферируют.
Волны, отражённые от наружной и внутренней поверхностей плёнки, когерентны (части одного и того же светового пучка ab).

2. Пятна бензина на воде
Если пленка имеет переменную толщину, то интерференционные полосы приобретут радужную окраску.

3. Цвета побежалости
- радужные цвета, образующиеся на гладкой поверхности металла или минерала в результате формирования тонкой прозрачной поверхностной оксидной плёнки и интерференции света в ней.

Кольца Ньютона
результат интерференции в тонкой прослойке воздуха между линзой и пластиной.

Волна определённой длины падает почти перпендикулярно на плосковыпуклую линзу.
Волна 1 появляется в результате отражения от выпуклой поверхности линзы на границе стекло-воздух, а волна 2 – в результате отражения от пластины на границе воздух-стекло.
Эти волны когерентны, так как они являются частями одно и того же светового луча.

λкр = 8·10 -7 м λф= 4·10 -7 м
Минимальный радиус
имеет кольцо
фиолетового цвета,
а максимальный –
красного.
Почему?
Красные лучи имеют большую длину волны, поэтому сильнее отклоняются в стекле.

Применение интерференции
1. Определение длины световой волны
r = R·k·λ ,
где r – радиус кольца
R – радиус кривизны выпуклой поверхности линзы
λ – длина волны монохроматического света,
k = 0, 1, 2, 3, …

2. Проверка качества обработки поверхности
Между поверхностью образца и гладкой эталонной создают клиновидную прослойку воздуха. На поверхности образца появятся кольца Ньютона. Искривления колец указывают на неровности поверхности.
Интерферометр выявляет неровности до 10 -6 см.

3. Просветление оптики
На поверхность линзы наносится плёнка, для уве-личения светопропускания оптической системы.
Коэффициент преломле-ния плёнки меньше коэффициента преломле-ния стекла линзы.
Толщина просветляющего слоя - ¼ длины световой волны. Лучи, отражённые от наружной и внутренней сторон плёнки, гасятся вследствие интерференции

Наблюдение интерференции
Опыт 1
Интрференция на тонких пленках.
Чтобы пронаблюдать данный опыт, возьмем мыльную воду и проволочную рамку, затем посмотрим, как образуется тонкая пленка. Если рамку опустить в мыльную воду, то после поднятия в ней видна образовавшаяся мыльная пленка. Наблюдая в отраженном свете за этой пленкой, можно увидеть полосы интерференции.
Опыт 2
Интерференция на мыльных пузырях.
Для наблюдения воспользуемся мыльным раствором. Выдуваем мыльные пузыри. То, как пузыри переливаются, это и есть интерференция света (см. Рис. 1).
Можно ли предсказать, какой цвет появится на определенном участке?
Почему цвет на данном участке меняется с течением времени?