Способы получения когерентных пучков делением амплитуды

1. Полосы равной толщины.

Поверхность плоскопараллельной пластины из прозрачного материала освещается точечным источника монохроматического света. В любой точке А, распложенной на ту же сторону пластины проходят еще два луча, отраженный от верхней нижней поверхности.

Они дают нелаколизованую интерференционную картину. Рассмотрим случай, когда источник находится в бесконечности, т.е. отражается от поверхности лучи идут параллельно. Глазом, адаптируем на  или в фон плоскости телескопа ведем наблюдения.

Найдем оптическую разность хода. Оптическая длина – произведение геометрической длины пути луча на наклонный промежуток. Оптическая разность хода всех прошедших через линзу равен,  любой разности возникающей от точки М до плоскости DQ.

 обусловлено потерей полудлины волны при отражении света от границ раздела оптически более плотный среды, если , то потери в точке М и будет «-», если , то в точке N и «+».

тогда

 то

(2.10)

Как следует из (2.10) при данных  каждому наклону () лучей соответствует свои интерференционная картина  полосы равного наклона. Для наблюдения следующей глаз сосредоточить на бесконечность, т.е. локализовать на . Если смотрим перпендикулярно к пластине.

 

 

Полосы равной толщины

Мы рассмотрели от плоскопараллельных прозрачных пластин. Теперь рассмотрим случай, когда поверхность переменной толщины. Пусть луч 1 частично отражается от поверхности плоскости прошел внутрь, отравился от нижней поверхности и попал в точку P (луч ). В световом потоке, исходящем из S всегда найдется луч, который попадает в точку P часть отражается верхней поверхностью (луч ). При определенном взаимном положении пластины и линзы лучи  и , проходят через линзу, переходят в точку A, которая является изображением точки P. Так как  и  - когерентны, то в точке А будет интенсивность мала или min. если источник расположен довольно далеко и угол между поверхностями ВС и DE достаточно мал, то разность х между интенсивностью казалось будет  равна

При достаточном удалении от поверхности источника углы падения лучей на пластину можно считать равными, в этом случае разность х будет определятся толщиной h в точке P.

 что всем точкам поверхности пластины одинаковой толщины соответствует одна и та же интерференционная картина.

max   и min одинаковой интенсивности соответствует точкам поверхности, в которых толщина пластины имеет одно и то же значение  полос или же линии равной толщины.

 

Применение интерференции

Форма интерференционной картины, положение max, min зависит от толщины и формы пластин, от угла между их поверхностями, от состояния поверхности и т.д.

Следовательно, можно, изучая форму и положение интерференционных полос, судить о свойствах исследуемой пластины, т.е. можно применить интерференционное явление для измерений физических параметров прозрачных тел.

Ценность этого метода в том, что он чувствителен к малому изменению параметров, поскольку условие свойств вещества, для которых наблюдается интерференция, имеет порядок 10^-5 см.

Рассмотрим некоторые применения интерференционных явлений.

1. Изучение соответствующей поверхности.

В оптической приближенности к поверхности оптических приборов при их изготовлении предъявляют очень высокие требования – зеркальной поверхности, поверхности линз должны быть очень гладкими.

Есть эталонная пластинка , поверхность которой является достаточно гладкой она лежит на исследуемой АВ. Между ними существует воздушный зазор, профиль и размеры которого определяют степень и характер отклонения исследуемой поверхности от эталонной.

Если попадет на этот воздушны зазор пучок света, то лучи, отражается от нижней и верхней поверхностей, дадут соответствующую интерференционную картину.

Свет от S, расположен в фокусе линзы Л, направляется на поверхность полупрозрачной пластины . Отражаясь от  луч через линзу Л направляется на поверхность воздушного зазора. Отражающие лучи падают на экран F, расположенный в фокальной плоскости линзы, интерференционной картины. Если исследоваемая поверхность такая же гладкая, как и плоскость эталона, то в зависимости от относительного положения этих пластин будем наблюдать интенсивность полос равного наклона или равной толщины. Если же поверхность шире, то интенсивность полосы в соответствующих местах будет искривлена. По величине искривлений можно судить о размерах выступав и углублений на поверхности исследуемой пластинки.