Смуги однакової товщини

Нехай на клин, кут між боковими гранями якого малий, падає плоска хвиля, напрямок поширення якої збігається з променями 1 і 2 (рис. 2.6).

Напрямок поширення інтерферуючих хвиль, які виникають внаслідок відбивання світла від верхньої і нижньої поверхонь клина зображено відповідно променями і та і .

Якщо джерело хвиль розміщене далеко від поверхні, а кут досить малий, то оптична різниця ходу променів і визначається за формулою

, (2.16)

де – середня товщина клина на ділянці АС; – показник заломлення клина; – довжина падаючої світлової хвилі; – кут падіння світлової хвилі.

Оскільки значення i, n та сталі, то однаковим значенням d_m відповідають однакові оптичні різниці ходу. В (2.16) беруть знак “+”, якщо показник заломлення середовища є більшим ніж показник заломлення матеріалу клина і “–“, якщо показник заломлення середовища є меншим ніж показник заломлення матеріалу клина.

При певному положенні лінзи і клина промені та збігаються в деякій точці M на екрані та інтерферують. А всі промені, які падають на поверхню клина товщиною , будуть в результаті інтерференції утворювати інтерференційну смугу.

Інтерференційні смуги, що виникають внаслідок відбивання від ділянок клина з однаковою товщиною, називаються смугами однакової товщини.

Оскільки верхня та нижня грані клина не паралельні між собою, то промені і та і перетинаються поблизу поверхні клина. Лінія перетину всіх променів проходить через вершину O клина. Отже, смуги однакової товщини локалізовані поблизу поверхні клина.

Кільця Ньютона

Для утворення кілець Ньютона паралельний пучок світла направляють нормально на плоску поверхню BC з великим радіусом R кривизни плоскоопуклої лінзи, яка дотикається в точці M до плоскої скляної пластинки (рис. 2.7). Після відбивання від опуклої поверхні лінзи і дотичної до неї поверхні пластини світло поширюється у зворотному напрямку паралельним пучком. При накладанні відбитих хвиль виникають інтерференційні смуги однакової товщини. Оскільки результат накладання двох відбитих хвиль залежить від товщини прошарку між лінзою і скляною пластиною, то для всіх точок, що знаходяться на однаковій відстані r від точки M, тобто тих, що утворюють коло, буде однакова умова для інтерференційного максимуму, або мінімуму.

Нехай d – товщина повітряного прошарку на відстані r від точки M (рис. 2.7). Оптична різниця ходу Δ між променем, який відбився від межі поділу повітряний шар – скляна пластина, і променем, який зазнав часткового відбивання на межі поділу опукла поверхня лінзи – повітряний шар, дорівнює

, (2.17)

де доданок враховує втрату півхвилі при відбиванні світла.

Так як лінза і пластина виготовлені зі скла, показник заломлення якого більший від показника заломлення повітря, то буде зі знаком “+”.

Якщо прийняти , то можна показати [1], що радіус m–го світлого кільця Ньютона, виходячи з умови інтерференційних максимумів для відбитого світла, становить