Полосы равного наклона (интерференция от плоскопараллельной пластинки)

В природе часто можно наблюдать радужное окрашивание тонких пленок (масляных пленок на воде, мыльных пузырей, оксидных пленок на металлах), возникающее в результате интерференции света, отраженного двумя поверхностями пленки.

Пусть на плоскопараллельную прозрачную пластинку с показателем преломления n и толщиной d под углом q (рис. 4.4) падает плоская монохроматическая волна 1.

На поверхности пленки в точке А луч разделится на два: частично отразится от верхней поверхности пленки, а частично преломится. Преломленный луч, дойдя до точки В, частично преломится в воздух (n = 1), а частично отразится и пойдет к точке С. Волна (луч) 2, падающий под тем же углом, что и луч 1, в точку С, также отразится. Вышедшие из пленки луч 1 и отраженный 2 идут в одном направлении и являются когерентными, если их оптическая разность хода мала, по сравнению с длиной когерентности падающей волны. Если на их пути поставить собирающую линзу, то лучи сойдутся в одной из точек фокальной плоскости линзы и дадут на экране интерференционную кар­тину, которая определяется оптической разностью хода.

Оптическая разность хода, возникающая между двумя интерферирующими лучами, с учетом потери полуволны при отражении света от оптически более плотной среды в точке С равна:

.

Условия интерференционных максимумов и минимумов будут соответственно равны:

max

min .

На экране возникнет система чередующихся светлых и темных колец с общим центром. Описанные интерференционные полосы носят название полос равного наклона, поскольку каждая полоса образуется лучами с одинаковыми углами падения. При освещении пластинки солнечным светом интерференция наблюдается только в том случае, если толщина пластинки не превышает нескольких сотых миллиметра. При освещении светом с большей степенью когерентности (например, лазерным излучением) интерференция наблюдается при отражении и от более толстых пластинок или пленок.