Практическое применение явления интерференции. Просветленная оптика

Сложные объективы состоят из огромного числа линз. Прохождение луча света сопровождается отражением на гранях этих оптических элементов, при этом каждый раз теряется до 4 % светового потока на границе стекло-воздух. Например, в перископах подводных лодок теряется на отражение до 50 % световой энергии. Кроме того появляются блики. Дефект можно устранить, покрыв поверхность линзы тонкой пленкой, так, что no<n<nст.

Чтобы 1’ и 2’ гасили друг друга нужно:

1) Равенство амплитуд отраженных лучей;

2) Условие минимума полос равного наклона.

При нормальном падении луча, но это соотношение годится для одной длины волны. Можно подобрать материал однослойной пленки с n, увеличивающимся с длиной волны. Тогда просветляющее свойство пленки распространяется на более широкий диапазон длин волн. Для косого падение луча такие пленки тоже не годятся. Тогда применяют многослойные покрытия. Если толщину пленки d и показатель преломления n в многослойных покрытиях подобрать для условия максимума интерференции, то можно получить зеркальное отражение. Если оптическая толщина пленок будет, то интерферирующие лучи будут усиливать друг друга.

Интерферометр Жомена.

Если на пути одного луча поставить исследуемый объект, то разность хода лучей уменьшится, интерференционная картина тоже изменится.

 

Бипризма Френеля.

 

 

Ðàçäåë 3. Дифракция света.

Принцип Гюйгенса-Френеля.

Гюйгенс предположил, что:

1. Каждая точка волнового фронта является источником вторичных сферических световых волн, испускаемых с одинаковой фазой, т.е. когерентных. Огибающая этих сферических волн является в следующий момент фронтом волны.

2. Световая волна для любой точки пространства является результатом сложения (интерференции)волн от всех вторичных фиктивных источников.

Дифракция Френеля.

Радиусами кратными  из точки Р разобьем сферическую поверхность волнового фронта на кольцевые участки (зоны Френеля).Соседние зоны будут создавать колебания в точке Р в противоходе. Площади зон равны, а амплитуды от каждой из зон убывают по линейному закону.

Тогда освещенность в точке Р: E_p=E₁+E₂+E₃+...+E_n. Действия соседних зон взаимно ослабляются так, что остается только E_p=E₁/2. Создается впечатление, что свет распространяется как бы в узком канале с диаметром первой зоны Френеля. Это объясняет прямолинейность распространения света. Если закрыть экраном с отверстием часть зон, то при четном кол-ве открытых зон в точке Р наблюдается темное пятно. Если открыта только первая зона, то Е_р=Е₁,если в отверстие вмещается нечетное число зон, то в точке Р наблюдается светлое пятно.

Такое отклонение распространения света от законов геометрической оптики, обусловленное волновой природой света, называется дифракцией. Можно закрывать центральные зоны – это дифракция на круглом экране.