Существует много ситуаций, когда можно наблюдать интерференцию световых лучей (бензиновое пятно в луже, мыльный пузырь). Пример с мыльными пузырями относится к случаю так называемой интерференции в тонких пленках. Английский ученый Томас Юнг первым пришел к мысли о возможности объяснения цветов тонких пленок сложением волн, одна из которых отражается от наружной поверхности пленки, другая – от внутренней (см. Рис. 7). Результат интерференции зависит от угла падения света на пленку, ее толщины и длины волны света. Усиление произойдет в том случае, если преломленная волна отстанет от отраженной на целое число длин волн. Если же вторая волна отстанет на половину волны или на нечетное число полуволн, то произойдет ослабление света.
Рис. 7. Отражение световых волн от поверхностей пленки
Когерентность волн, отраженных от внешней и внутренней поверхности пленки объясняется тем, что обе эти волны являются частями одной и той же падающей волны.
|
|
Различие в цветах соответствует тому, что свет может состоять из волн различной частоты (длины). Если свет состоит из волн с одинаковыми частотами, то он называется монохроматическим и наш глаз воспринимает его как один цвет. Свет, состоящий из волн с различными длинами, называется полихроматическим (свет от солнца). Таким образом, если на тонкую пленку падает монохроматический свет, то интерференционная картина будет зависеть от угла падения (при некоторых углах волны будут усиливать друг друга, при других углах – гасить). При полихроматическом свете для наблюдения интерференционной картины удобно использовать пленку переменной толщины, при этом волны с разными длинами будут интерферировать в разных точках и мы можем получить цветную картинку (как в мыльном пузыре).
Основные направления применения интерференции
Существуют специальные приборы – интерферометры, с помощью которых можно измерять длины волн, показатели преломления различных веществ и другие характеристики. К примеру, в 1887 году два американских физика, Майкельсон и Морли, сконструировали специальный интерферометр, с помощью которого они собирались доказать или опровергнуть существование эфира. Этот опыт является одним из самых знаменитых экспериментов в физике.
Интерференцию применяют и в других областях человеческой деятельности (для оценки качества обработки поверхности, для просветления оптики, для получения высокоотражающих покрытий).