Интерференция в немонохроматическом свете.

Интерференционная картина наложения волн двух монохроматических источников представляет собой систему чередующихся светлых и темных полос.Если оба источника испускают (немонохроматический) свет, то интерференционная картина будет окрашенной, т. е. согласно (3), каждой длине волны будет соответствовать свой угол?, при котором наблюдается максимум, т. е. свое место на экране.

28. Оптическая длина пути между точками А и В прозрачной среды; расстояние, на которое свет распространился бы в вакууме за время его прохождения от А до В. Оптической длиной пути в однородной среде называется произведение расстояния, пройденного светом в среде с показателем преломления n, на показатель преломления: l = nS. Для неоднородной среды необходимо разбить геометрическую длину на столь малые промежутки, что можно было бы считать на этом промежутке показатель преломления постоянным:d l = n d s Полная оптическая длина пути находится интегрированием:L=инт от А до В ndS.

 

 

29.Интерференция в пленках и пластинках. Интерференция света поражает многочисленные явления, наблюдаемые в жизни, например радужные пленки мыльных пузырей или тонких пленок нефти на воде. Окраска возникает в результате усиливающей интерференции света, отраженного двумя поверхностями тонкой пленки

30.Локализация полос интерференции. ЛОКАЛИЗАЦИЯ ПОЛОС ИНТЕРФЕРЕНЦИИ ной картины, наблюдаемой в отраженном от пленок свете, имеет место лишь в тонком слое, практически совпадающем с поверхностью пленок, хотя отраженные от них световые пучки перекрываются в значительном объеме пространства. ЛОКАЛИЗАЦИЯ ПОЛОС ИНТЕРФЕРЕНЦИИ лучей на стеклянную пластину. все части световой волны, проходящие через различные части линзы, приходят в изображение S\ с равными фазовыми сдвигами, и сведения о положении источника света определяются локализацией его изображения; измерив положение изображения и зная свойства оптического прибора, можно вычислением определить координаты источника.Последовательно помещая экран в разные сечения области локализации действительного изображения, можно получать четкие изображения трехмерного объекта и его деталей, не применяя никаких дополнительных оптических систем.

31. Цвета тонких пленок. При освещении тонкой плёнки можно наблюдать интерференцию световых волн, отражённых от верхней и нижней поверхности плёнок.Для белого света, представляющего собой смешение электромагнитных волн из всего оптического спектра интерференционные полосы приобретают окраску. Это явление получило название цветов тонких плёнок. Цвета тонких плёнок наблюдаются на стенках мыльных пузырьков, на плёнках масла, нефти, на поверхности металлов при их закалке (цвета побежалости).

32.Полосы равной толщины. Классическим примером полос равной толщины являются кольца Ньютона. Они соблюдаются при отражении света от соприкасающихся друг с другом плоскопараллельной стеклянной пластины и плоско-выпуклой линзы с большим радиусом кривизны. Роль тонкой пленки, от поверхностей которой отражаются когерентные волны, играет воздушный зазор между пластинкой и линзой. При нормальном падении света полосы равной толщины имеют вид концентрических окружностей, при наклонном падении- эллипсов.

33.Полосы равного наклона, система чередующихся светлых и тёмных полос, наблюдаемая при освещении прозрачного слоя постоянной толщины (плоскопараллельной пластинки) расходящимся или сходящимся пучком монохроматического света либо непараллельным пучком лучей более сложного строения, причём каждая полоса проходит через те точки слоя, на которые лучи света падают под одним и тем же углом j (под одинаковым наклоном, откуда название «Полосы равного наклона»). Полосы равного наклона часто относят к эффектам оптики тонких слоев, хотя они возникают и в пластинках сравнительно немалой толщины. Появление Полосы равного наклона обусловлено интерференцией света, отражённого от передней и задней границ пластинки (Полосы равного наклона в отражённом свете), либо света, прошедшего через пластинку без отражения, со светом, дважды отражённым поверхностями пластинки (Полосы равного наклона в проходящем свете). Если отражения коэффициенты r границ слоя (пластины) велики, то Полосы равного наклон а могут быть очень резки. Интерференция становится возможной вследствие когерентности лучей, проходящих различные пути и приобретающих вследствие этого разность хода.

34.Интерферометры (Майкельсона, Жамена, Фабри-Перо и др.). Интерферометры - оптические приборы, в которых измерения производятся на основе явления интерференции. Интерферометр Майкельсона. Рассмотримоптическую схему интерферометра. Если зеркала строго перпендикулярны оптической оси, то волны возвращаются по тому же направлению, что и пришли. Если одно расстояние L₁, а второе L₂, то волна от зеркала М₂ запоздает на величину  - это разность хода. Если разность хода , то наблюдается минимум интенсивности. Для разности фаз должно выполняться условие .В общем случае условие max: ; max  ;                                              

  Условие min:                              ;  

 

 

3 5. Интерференционные фильтры Интерференционные фильтры изготавливаются для спектрального диапазона от 250 до 5000 нм с любой полушириной полосы попускания от 0.003 до 0.25 _max. С коротковолновой стороны спектра интерференционные фильтры блокируются вплоть до рентгеновского диапазона, с длинноволновой стороны предел блокировки определяется областью чувствительности фотоприёмника. Фоновое пропускание фильтров обычно составляет не более 0.1 %, однако при необходимости его можно снизить.Следует отметить, что чем меньше область блокировки, тем более высокое значение T_max может быть достигнуто

36.Голография — набор технологий для точной записи, воспроизведения и переформирования волновых полей.Данный метод был предложен в 1947 году Дэннисом Габором. Рассеянные объектом волны характеризуются амплитудой и фазой. Регистрация амплитуды волн не представляет затруднений; обычная фотографическая пленка регистрирует амплитуду, преобразуя ее значения в соответствующее почернение фотографической эмульсии. Фазовые соотношения становятся доступными для регистрации с помощью интерференции, преобразующей фазовые соотношения в соответствующие амплитудные

 37. Получение голограмм и восстановление изображения.

Чтобы получить изображение нужно осветить фотопластинку опорным пучком световых волн и сюда же подать световой пучок, отраженный от объекта, когерентный с опорным пучком. На поверхности фотопластинки образуются интерференционная картина, максимум запечатываются фоточувствительным слоем. При освещении фотопластинки с запечатленной интерференционной картиной, мы видим дифракцию на периодической структуре темных и светлых участков фото слоя, т.е. мнимое изображение объекта.

38.. Свойства голограмм и их использование. Голографическое изображение отличается от фотографии не только своей объемностью, но и еще несколькими важными свойствами. 1. В любую точку плоской голограммы «по Габору» попадает свет, отраженный от всех точек предмета. Это означает, что любой, самый маленький ее участок содержит зрительную информацию обо всем предмете. Голограмму можно разбить на несколько кусков, и каждый будет полностью воспроизводить первоначальное изображение 2. Голографическое изображение можно увеличить на стадии восстановления. 3. Если на одну пластинку записать несколько голограмм, используя разные, но не кратные, длины волн, все они могут быть считаны независимо при помощи лазеров с соответствующим излучением. 4. Голограмму можно рассчитать и нарисовать при помощи компьютера и даже вручную. Наиболее широкое применение голография находит в науке и технике. Голографическими методами можно распознавать образы, т.е. искать объекты, идентичные заданному, среди множества других, похожих на него.Методами акустической голографии удается получать объемные изображения предметов в мутной воде, где обычная оптика бессильна. Начинают появляться, хотя и очень редко, объемные книжные иллюстрации.

39. Объемные голограммы. Когда толщина эмульсии превышает 1/5 расстояния между соседними интерференционными полосами, голограмма начинает проявлять свойства объемной записи. Голограмма, у которой пространственный период интерференционной картины в 10 или более раз превышает толщину слоя эмульсии, проявляет себя все еще как тонкая голограмма, в то время как голограмма с пространственным периодом, равным толщине эмульсионного слоя, становится уже объемной. Объемные голограммы обладают несколькими свойствами, которые отличаются от свойств тонких голограмм: 1) яркость изображения, формируемого объемной голограммой, зависит от ее ориентации; 2) при заданной ориентации голограммы формируется только одно либо мнимое, либо сопряженное ему (действительное) изображение; 3) отсутствуют или сильно ослабляются изображения более высоких порядков, которые могли бы быть обусловлены нелинейностя- ми процесса записи. Имеются только две схемы восстановления, которые обеспечивают формирование неискаженных и ярких изображений, а именно такие, в которых восстанавливающий пучок является копией опорного пучка или сопряжен ему. Схема восстановления будет формировать мнимое изображение, а схема на рисунке – сопряженное