Інтерференція світла

або d = r2 / 2R (18).

Пучок паралельних променів падає нормально на лінзу. Промінь, що досяга. Точки В, частково відбивається, а частково проходить у повітряний клин( практично вертикально, тому що кривизна лінзи дуже мала). Відбиваючись у точці Д від пластинки, він повертається назад і інтерферує з променем, відбитим у точці В. У точці Д відбувається відбивання від оптично більш густого середовища (лінза), тому шлях збільшується на півхвилі, і оптична різниця ходу обох інтерферуючих відбитих променів дорівнює:

Δ = 2d + λ0/2 = r2/R + λ0/2 . (19)

При освітленні системи монохроматичним світлом у відбитому світлі будуть спостерігатись світлі та темні кільця сталих радіусів r , які чергуються (рис.8). Радіуси темних кілець визначаються за умовою мінімумів інтерференції : Δ = (2m + 1)λ/2, тобто r2/R + λ/2 = mλ + λ/2,

тому радіус m – го темного кільця дорівнює: rm = (mλR)1/2 . (20)

Радіуси послідовних світлих кілець знаходяться за умовою максимумів:

Δ = 2mλ/2, тому радіус m - світлого кільця rm = ((m – 1/2) λR)1/2 . (21)

Відлік темних кілець починається з m = 0, тобто від самого центру інтерференційної картини, а відлік світлих кілець – з m =1. Радіуси кілець зростають пропорційно корню квадратному з їх номера m, тобто з віддаленням від центру кільця розміщуються густіше (рис.8.б). При освітленні приладу білим світлом світлі кільця стануть різнокольоровими.

Вимірюючи радіуси кілець, можна, якщо відомий радіус кривизни R, визначити довжину хвилі світла λ, яким освітлюється прилад, і навпаки, знаючи λ, знайти радіус кривизни лінзи R.

Правильна форма кілець Ньютона легко спотворюється при будь-яких, навіть незначних, дефектах в обробці опуклої поверхні лінзи і верхньої поверхні пластини. Тому спостереження форми кілець Ньютона дає можливість здійснювати швидкий і дуже точний контроль якості шліфування плоских пластин і лінз, а також близькість поверхонь останніх до сферичної форми.

5.Застосування інтерференції світла.Значенні інтерференційних вимірювань у фізиці і техніці важко переоцінити. Відзначимо лише основні.

Метод кілець Ньютона, смуг однакової товщини використовують для контролю якості поверхонь оптичних деталей (лінз, призм), а також для дослідження мікро геометрії поверхонь металевих і оптичних деталей. Для контролю однорідності оптичних матеріалів використовують інтерферометри.

Застосування інтерференції світла обумовлює точні вимірювання довжини хвиль, малі механічні переміщення, діаметри зірок, вимірювання показника заломлення речовини; вивчення фізичних процесів: температурного поля об’єкту, неоднорідностей у повітряних потоках, напруження, що виникають в речовині при статичних і динамічних навантаженнях.

Інтерференція світла обумовила виникнення голографії – нового методу запису та відновлення хвильового фронту без допомоги фокусуючої оптики. Голограма – інтерференційна структура. Голографія зараз знаходить широке застосування в фізичних дослідженнях і в техніці.

Інтерференція світла обумовила створення методики “просвітлення оптики”. Світловий потік, який падає на лінзу або призму, частково проходить в середину, а частково відбивається назад. Сучасні точні оптичні прилади мають велику кількість лінз, тому навіть часткове відбиття світла на численних поверхнях значно зменшує інтенсивність світла, яке доходить до ока спостерігача або реєструю чого пристрою. Крім зменшення яскравості остаточного зображення, відбивання світла від вхідного об’єктива приладу спостереження в військовій справі є причиною ще однієї неприємності. Відбите від об’єктива світло (“блік”) повертається до супротивника, демаскуючи розташування приладу спостереження.