Методическое обоснование работы. Полосы, возникающие при интерференции света в тонких пленках, толщина которых неодинакова в разных местах

Полосы, возникающие при интерференции света в тонких пленках, толщина которых неодинакова в разных местах, получили название полос равной толщины. Классическим примером полос равной толщины являются кольца Ньютона. Их можно наблюдать от тонкой клиновидной прослойки, образованной параллельной пластинкой и соприкасающейся с ней выпуклой линзой с большим радиусом кривизны поверхности (рис.2).

При наклонном падении света полосы равной толщины имеют вид эллипсов, при нормальном падении света – концентрических окружностей с центром в точке соприкосновения линзы с пластинкой.

Общий вид установки по изучению интерференции света в тонких пленках показан на рис. 3, где

1–окуляр с наводной на резкость измерительной шкалы;

2 – объектив;

3 – столик с измеряемой линзой.

4 – измеряемая линза;

5 – ручка перемещения линзы вперед-назад;

6 – осветитель с цветными источниками света.

7 – движок перемещения столика вверх-вниз (для наводки на резкость колец);

8 – ручка перемещения линзы вправо-влево;

9 – подставка.

Рис. 3

Оптическая схема наблюдения колец Ньютона представлена на рис. 4, где

1 – источник света; 2 – коллиматорная линза; 3 – полупрозрачное зеркало;

4 – окуляр микроскопа; 5 – объектив микроскопа; 6 – исследуемая линза;

7 – стеклянная пластинка; 8 – вид колец Ньютона.

Исследуемая линза 6 и плоская пластина 7 размещены на столике микроскопа 3 (рис. 3). Точка соприкосновения сферической поверхности линзы с пластинкой должна лежать на оптической оси микроскопа. Освещение производится монохроматическим светом, испускаемым цветными светодиодами (четыре светодиода на длины волн 470 нм, 525 нм, 590 нм, 660 нм), и светом, близким по своему спектральному составу к белому свету, который испускается отдельным светодиодом. При включении белого светодиода в отраженном свете наблюдается центральное темное пятно, окруженное кольцами чередующихся оттенков от фиолетового до красного. Светодиоды включаются поочередно вращением ручки барабана 6

(рис. 3).

Оптическая схема наблюдения колец Ньютона представлена на рис. 4, где

Рис.4

1 – источник света; 2 – коллиматорная линза; 3 – полупрозрачное зеркало;

4 – окуляр микроскопа; 5 – объектив микроскопа; 6 – исследуемая линза;

7 – стеклянная пластинка; 8 – вид колец Ньютона.

Свет от источника 1 направляется на полупрозрачное плоскопараллельное зеркало, расположенное в тубусе микроскопа. Микроскоп фокусируется на поверхность пластинки 7. Для измерения радиусов (диаметров) колец используется шкала, помещенная в окуляре 4. Цена одного деления шкалы . Тогда радиус кольца m -го порядка , где – число делений, на которых укладывается радиус кольца m -го порядка.