Оптика и квантовая физика. Лекция 2

Интерференция света

Интерференция в тонких пленках
Интерферометры
Временная когерентность
Условие пространственной когерентности

Часть 2

Лекция 2

Методы деления амплитуды

Тонкие пленки

Кольца Ньютона

Интерференция в тонких пленках

Отражение от более плотной среды

- условие максимума
интерференции

Виды интерференционных картин на тонких пленках

Условия: h = const, пучок лучей

2. Линии равного наклона

Условия: h = const, λ = const, световой

Кольца Ньютона

, т.к. b2 → 0

Условие максимума (светлые кольца) ∆ = m λ, где m –

3. Линии равной толщины

Условия: толщина пленки плавно изменяется (h ≠

Задание. Определите, какие два зазора из представленных пяти соответствуют данным системам

Примеры применения

1. Просветление оптики

2. Получение диэлектрических зеркал

Схема многослойного диэлектрического
покрытия

Интерферометры

Интерферометр Майкельсона

P1 – светоотделитель (полупрозрачная пластинка)
S1′- референтная плоскость (плоскость сравнения)

Можно получить 2 класса картин:

Линии равного наклона

Линии равной толщины

Зеркало S2 смещено

Фурье - спектрометр

Для исследований ИК-части спектра слабых источников

Устройства для наблюдения

Интерферометр Фабри - Перо

Многолучевая интерференция

График распределения интенсивности и фотография интерференционной картины

Пластинка Люммера - Герке

Распределение интенсивности

Кривые распределения интенсивности в проходящем свете

R – коэффициент

Распределение интенсивности

1. Главные максимумы

Анализ картины интерференции

2. Минимумы

Δmax = mλ

1, 2,

Интерферометр Линника
Предназначен для оценки качества поверхности.
Для этого одно из зеркал

Интерферометр Маха-Цендера
предназначен для интерференционных измерений модуляции плотности в газовых потоках (в

Применение интерференции

Для измерений:
Длины волны λ
Коэффициента преломления n
Длин

Когерентность

Реальные световые волны

Общая идея получения когерентных волн

Если Δφ ≠ const

Условие временной когерентности:

Δ12 – разность хода, вносимая схемой
Δt – время запаздывания

Временная когерентность

Примеры

Оценка максимального числа интерференционных полос

Условия когерентности

Условие пространственной когерентности

Размытие интерференционной картины

δх - смещение 0-го max

→

- угловой размер источника

Из подобия треугольников

Условие

Пример
При наблюдении картины интерференции от Солнца
(его угловые размеры φ =

Влияние ширины источника на
интерференционную картину

Условие достаточной резкости картины интерференции:

⇒

⇒

50 – 2000 штрихов на миллиметр

Дифракционная решетка

Распределение интенсивности

N – число источников одинаковой интенсивности (N > 2).

δ

Распределение интенсивности

3. Побочные максимумы

Анализ картины интерференции

0,5; 1,5; 2,5… окружности

Вывод: многолучевая интерференция