Интерференция света как явление сложения световых волн. Применение интерференции света в современной технике: при спектральном анализе для точного измерения расстояний и углов, в рефрактометрии, в задачах контроля качества поверхностей, в голографии.
Аннотация к работе
Интерференция света - сложение световых волн, при котором обычно наблюдается характерное пространственное распределение интенсивности света в виде чередующихся светлых и темных полос вследствие нарушения принципа сложения интенсивностей. Применения интерференции очень важны и обширны. света имеет самое широкое применение для измерения длины волны излучения, исследования тонкой структуры спектральной линии, определения плотности, показателей преломления и дисперсионных свойств веществ, для измерения углов, линейных размеров деталей в длинах световой волны, для контроля качества оптических систем и многого другого.Радужная окраска тонких пленок (мыльных пузырей, пленок нефти или масла на поверхности воды, прозрачных пленок оксидов на поверхности закаленных металлических деталей - цвета побежалости и т. п.) возникает в результате интерференции света, отраженного двумя поверхностями. Большой практический интерес представляет интерференция в тонких пластинах и пленках. Падающая волна частично отражается в точке А (луч ), а частично преломляется (луч АД). Луч ДС на верхней поверхности отражается и преломляется, образуя луч 2, который накладывается на волну, отраженную от верхней поверхности пленки - луч . Результат интерференции зависит от разности фаз колебаний, возбуждаемых этими волнами соответственно в точках С и В плоскости ВС, проведенной перпендикулярно лучам и 2.При конструировании приборов, состоящих из многих оптических частей, т. е. обладающих большим числом отражающих поверхностей, отражение может заметно ослабить интенсивность света. Для борьбы с этими потерями был разработан способ, позволяющий значительно уменьшить отражение света на свободной поверхности стекла - просветление оптики. Путем химической обработки или осаждением постороннего вещества на стекле образуют поверхностный слой, показатель преломления и толщину которого стремятся подобрать так, чтобы лучи, отраженные от верхней и нижней границ этого слоя, благодаря интерференции взаимно погашались. Процесс поглощения оптического излучения связан с наличием большого числа электронов на нижнем уровне с энергией Е1 [формула (9.16)]. Число электронов на уровне Е1 может уменьшаться за счет перехода электронов на уровень Е2.Явление интерференции света находит широкое применение в современной технике. Отполированная поверхность стекла отражает примерно 4% падающего на нее света. Современные оптические приборы состоят из большого числа деталей, изготовленных из стекла. Для уменьшения световых потерь в оптических приборах все стеклянные детали, через которые проходит свет, покрывают пленкой, показатель преломления которой меньше показателя преломления стекла.
План
Оглавление
Введение
Глава 1. Интерференция света в тонких пленках
Глава 2. Просветление оптики
Заключение
Список литературы
Введение
Интерференция света - сложение световых волн, при котором обычно наблюдается характерное пространственное распределение интенсивности света в виде чередующихся светлых и темных полос вследствие нарушения принципа сложения интенсивностей. Некоторые явления интерференции света наблюдались еще И. Ньютоном, но не могли быть объяснены с точки зрения его корпускулярной теории. Правильное объяснение интерференции света как типично волнового явления было дано в начале 19 века Т. Юнгом и О. Френелем.
Применения интерференции очень важны и обширны. света имеет самое широкое применение для измерения длины волны излучения, исследования тонкой структуры спектральной линии, определения плотности, показателей преломления и дисперсионных свойств веществ, для измерения углов, линейных размеров деталей в длинах световой волны, для контроля качества оптических систем и многого другого. На использовании интерференции света основано действие интерферометров и интерференционных спектроскопов; метод голографии также основан на интерференции света. Интерференцию поляризованных лучей широко используют в кристаллооптике для определения структуры и ориентации осей кристалла, в минералогии для определения минералов и горных пород, для обнаружения и исследования напряжений и деформаций в твердых телах, для создания особо узкополосных светофильтров и других оптических приборов.
Вывод
Явление интерференции света находит широкое применение в современной технике. Одним из таких применений является создание "просветленной" оптики. Отполированная поверхность стекла отражает примерно 4% падающего на нее света. Современные оптические приборы состоят из большого числа деталей, изготовленных из стекла. Проходя через каждую из этих деталей, свет ослабляется на 4%. Общие потери света в объективе фотоаппарата составляют примерно 25%, в призменном бинокле и микроскопе - 50% и т. д. Для уменьшения световых потерь в оптических приборах все стеклянные детали, через которые проходит свет, покрывают пленкой, показатель преломления которой меньше показателя преломления стекла. Толщина пленки равна четверти длины волны.
Другим применением явления интерференции является получение хорошо отражающих покрытий, необходимых во многих отраслях оптики. В этом случае используют тонкую пленку толщиной l/4 из материала, коэффициент преломления которого n2 больше коэффициента преломления n3. В этом случае отражение от передней границы происходит с потерей полволны, так как n1 n3). В результате разность хода d = l/4 l/4 l/2=l и отраженные волны усиливают друг друга.
Интерференция света широко используется при спектральном анализе для точного измерения расстояний и углов, в рефрактометрии, в задачах контроля качества поверхностей, для создания светофильтров, зеркал, просветляющих покрытий и др.; на явлениях интерференции света основана голография.
Список литературы
1. Трофимова Т.И. Курс Физики - М.: Высшая школа, 1999. §§ 144, 145, 172, 173.
2. Яворский Б.М., Детлоф А.А. Курс физики - М.: Высшая школа, 1998.Глава V.
3. Савельев И.В. Курс общей физики - М.: Наука, 1986. Т.2.