Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика
§ 125. Объяснение цветов тонких пленок
жүктеу/скачать 6,71 Mb. Pdf көрінісі
|
Ð Ð Ð½Ð Ñ Ð ÐµÑ Ð³ Ð Ð ÐÐ ÐµÐ¼ÐµÐ½Ñ Ð Ñ Ð½Ñ Ð¹ Ñ Ñ ÐµÐ
| § 125. Объяснение цветов тонких пленок. Опираясь на ска-
занное в предыдущем параграфе, мы можем составить себе от- четливое представление о происхождении цветов тонких пленок. При освещении прозрачной пленки часть световой волны от- ражается от передней поверхности, часть от задней, благодаря чему встречаются волны с некоторой разностью хода. Нетрудно видеть (рис. 265), что эта разность хода зависит от толщины пленки, определяющей длину пути волны внутри пленки. В тех местах пленки, где эта разность хода достигает четного чис- ла полуволн, обе части волны взаимно усиливают друг друга Гл. XIII. Интерференция света 323
(максимум), там же, где разность хода выражается нечетным числом полуволн, имеет место взаимное ослабление (минимум). Так как пленка в разных местах может иметь разную толщину, то области максимумов и минимумов дают на ее п о в е р х н о- с т и картину темных и светлых мест, если опыт производится Рис. 265. Разность хода ( ABC ,
B C
) двух частей световой волны, отражающейся от перед- ней и задней поверхностей тон- кой пленки, зависит от толщины пленки в месте отражения в монохроматическом (одноцвет- ном) свете, или картину разно- цветных полос, если применяет- ся белый свет. Для наблюдения этой интерференционной карти- ны надо
р а с с м а т р и в а т ь п о в е р х н о с т ь п л е н к и т. е. а к к о м о д и р о в а т ь глаз на ее поверхность. Это значит, что интерференционная карти- на локализована (находится) вблизи
поверхности пленки.
В некоторых случаях это можно обнаружить, перемещая вдоль поверхности пленки
миниа- тюрный приемник света (фо- тоэлемент или термоэлемент), соединенный с гальванометром. Чередующиеся при перемещении фотоприемника максимальные и минимальные показания гальванометра подтверждают нерав- номерное распределение освещенности в интерференционном световом поле около пленки. Картина интерференционных полос в подобных опытах показывает, каким образом распределены области одинаковой толщины в пленке, и позволяет в известной мере судить о виде пленки. Так, рис. 266 показывает, что пленка имеет вид вертикального клина. Такую пленку можно изготовить, окунув проволочное кольцо в мыльный раствор и расположив кольцо вертикально. Под действием силы тяжести раствор стекает книзу и пленка принимает форму клина, поло- гого вверху и постепенно расширяющегося книзу (рис. 266, б). Рассматривая такой клин, освещенный светом Солнца или проекционного фонаря, мы увидим ряд горизонтальных цветных полос, параллельных ребру клина.
Полосы повторяются в известной последовательности цветов. В монохроматическом свете (красный светофильтр) получим чередование светлых (красных) и темных полос той же формы (см. рис. IV на форзаце). В пленках со случайным распределением толщины (например, в пленке нефти на поверхности воды) расположение 11*
324 Гл. XIII. Интерференция света полос максимумов и минимумов имеет прихотливый характер. Понятна также и р о л ь у г л а, под которым наблюдается пленка. В зависимости от направления наблюдения и от угла падения света на пленку, путь света внутри пленки будет большим или меньшим, а следовательно, разность хода между частями волны, отраженными от передней и задней поверхностей пленки, будет различной. Рис. 266. Интерференционные полосы (а) в клинообразной пленке (б): ширина полос уменьшается книзу по мере увеличения толщины плен- ки; сечение пленки изображено по толщине сильно преувеличенным. Толщина ее даже внизу не превосходит нескольких микрометров
жүктеу/скачать 6,71 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|