5. Интерференция в тонких плёнках.

Рассмотрим случай, когда свет падает на поверхность тонкой, прозрачной плёнки. В этом случае, свет будет отражаться как от внешней, так и от внутренней поверхности плёнки и лучи, отражённые от внешней и внутренней поверхностей будут интерферировать.

Как видно из рисунка, интерференцию света в тонкой плёнке можно наблюдать как в отражённом, так и в проходящем свете. При наблюдении в отражённом свете, как видно из рисунка, свет глаз наблюдателя идёт двумя путями: первый – отразившись от точки В, второй – отразившись от внутренней поверхности плёнки, т.е. от точки С. Получается, что второй луч проходит путь длиннее первого на величину АВС. И если эта разность хода будет равна целому числу длин волн, то волны, идущие в глаз наблюдателя усилят друг друга и в отражённом свете будет наблюдаться интерференционный максимум. Если эта разность хода составит целое число длин волн, плюс ещё пол-волны, то волны, идущие в глаз наблюдателя, погасят друг друга и в этом случае будет наблюдаться интерференционный минимум.(рис.8.1)

При наблюдении же в проходящем свете наблюдается несколько другая картина. Свет в глаз наблюдателя идёт также двумя путями: второй луч – по пути ACBD, первый луч – по пути BD. Если при этом разность хода двух этих лучей равна , как и в предыдущем случае, целому числу длин волн, то в проходящем свете будет наблюдаться интерференционный максимум, а если разность хода этих лучей составит нечётное число полуволн – то минимум.

Если на плёнку падает белый свет, состоящий из всех цветов спектра, то при интерференции будет усиливаться какой-либо один цвет и плёнка будет выглядеть окрашенной в какой-либо определённый цвет, хотя сама плёнка состоит из бесцветного прозрачного вещества.

Этим и объясняется радужная окраска масляных пятен на поверхности воды и яркая окраска крыльев насекомых. По этой же причине мыльные пузыри также имеют различную окраску.

6. Применение явления интерференции света.

В современных оптических приборах, таких, как фотоаппараты, видеокамеры, проекционные аппараты, бинокли, подзорные трубы и др., используются линзы. Каждая линза, как известно, имеет две поверхности. И каждая поверхность часть проходящего света отражает и он бесполезно теряется. А если линз несколько, то теряется значительная часть света. Чтобы уменьшить потери света, на поверхности каждой линзы наносят прозрачную плёнку такой толщины, при которой свет с длиной волны, соответствующей середине видимого диапазона, ослаблялся при отражении и следовательно он будет усиливаться при прохождении. Такие линзы называются просветлённые. Они в отражённом свете выглядят слегка голубоватыми. Они пропускают больше света, чем непросветлённые. По этой причине во всех современных оптических приборах используются только просветлённые линзы.

В научных исследованиях интерференция используется в интерферометрах для точного измерения показателя преломления газов, для точного измерения величины отклонения формы поверхности от идеальной, для определения толщины тонких плёнок. Такие приборы отличаются очень высокой чувствительностью. Если интерференционная картина сменяется с максимума на минимум, то лучи получают дополнительную разность хода, равную половине длины волны. На этом принципе работает интерференционный микроскоп. С его помощью можно измерить толщину оболочки до 10 А⁰. Этот микроскоп, кроме обычного наблюдения в поле зрения объектов, может регистрировать картину интерференции, которая возникает при отражении света от поверхности объекта.