|
|
|
| Межотраслевая Интернет-система поиска и синтеза физических принципов действия преобразователей энергии | |
Стартовая страница |
О системе |
Технические требования |
Синтез |
Обучающий модуль |
Справка по системе |
Контакты |
 | Образование полос равного наклона |
 | |
Анимация
Описание
Интерференционные полосы равного наклона возникают в отраженном свете при отражении расходящегося пучка монохроматического излучения от двух параллельных поверхностей. Следует отметить, что они возникают также и в прошедшем свете, но с гораздо более низким контрастом интерференционной картины. Причины образования этих полос весьма просты, см. рис. 1.
Образование полос равного наклона
Рис. 1
Пусть на плоскопараллельную диэлектрическую непоглощающую пластину с показателем преломления n и толщиной L падает под углом a0 плоская волна монохроматического света с длиной волны l. Волна отражается от обеих поверхностей с равным коэффициентом отражения, формируя две отраженные волны, распространяющиеся во внешнем пространстве параллельно друг другу. При этом разность их фаз (то есть дополнительный набег фазы d волны, отражающейся от внутренней поверхности пластины) равен:
. (1)
В таком случае, в зависимости от угла падения, этот набег может в частности принимать значения d=2mp, причем волны складываются в фазе, давая интерференционый максимум, - а также d=(2m+1)p, порождая интерференционный минимум, равный нулю. То же рассуждение справедливо и для прошедшей волны, с той лишь разницей, что в этом случае интерферирует мощная прошедшая волна и слабая двукратно отраженная от граней пластины - что приводит к низкому контрасту минимумов и максимумов.
Если теперь на пластину падает не плоская, а расходящаяся волна, то угол падения зависит от поперечной координаты, и в отраженном свете наблюдается система светлых и темных полос, порождаемых участками поверхности, на которых угол падения соответствует вышеописанным минимумам и максимумам. В частности при падении сферической волны (то есть попросту фокусированной линзой) указанная система полос имеет вид почти параллельных прямых при наклонном падении, или концентрических колец при нормальном падении волны.
Такого рода интерференционные полосы и называются полосами равного наклона, то есть равного угла падения излучения на пластину. Полосы эти неэквидистантны (их положение определяется постоянством косинуса угла преломления, см. рис. 1), и имеют тем меньший пространственный размер, чем меньше длина волны излучения и чем больше толщина пластины.
Ключевые слова
Разделы наук
Применение эффекта
Полосы равного наклона имеют как содержательные применения (основное из таких применений - интерферометр Фабри-Перро, максимумы пропускания которого и есть полосы равного наклона, только многолучевые, а посему гораздо более резкие), - так и весьма существенные паразитные эффекты при работе с когерентным излучением. Так например, именно из-за них отражающие элементы (зеркала) для лазерного излучения, нанесенные на плоскопараллельные подложки, оказываются непригодны к использованию во многих случаях. Действительно, их коэффициент отражения оказывается весьма резко зависим от угла падения из-за полос равного наклона от задней поверхности подложки. Поэтому серьезные лазерные зеркала как правило приходится исполнять на клиновидных подложках, позволяющих пространственно разделить отражения от обеих поверхностей и тем самым избавиться от нежелательной интерференционной зависимости коэффициента отражения.
Реализации эффекта
Техническая реализация эффекта
Техническая реализация в строгом соответствии с содержательной частью (рис. 1). На плоскую стеклянную пластину толщиной 2 мм падает фокусированный линзой с фокусным расстоянием 5 см пучок гелий-неонового лазера. Диаметр пучка на поверхности стекляшки должен быть не менее 4-5 мм. Поперечное распределение интенсивности отраженного пучка контролируется визуально на экране.
При наклонном падении наблюдается картина почти прямых полос, перпендикулярных плоскости падения. Таже картина, хотя и с меньшим контрастом, наблюдается в прошедшем пучке.
При изменении угла падения до нормального полосы сначала расширяются, одновременно искривляясь, а затем превращаются в систему концентрических колец.
Литература
1. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Оптика.- М.: Наука, 1985.
2. Ландсберг Г.С. Оптика.- М.: Наука, 1976.
3. Физика. Большой энциклопедический словарь.- М.: Большая Российская энциклопедия, 1999.- С.90, 460.
| Стартовая страница О системе Технические требования Синтез Обучающий модуль Справка по системе Контакты | |
 |
|
| Copyright © 2008 РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина | |