OPTIKA

VLNOVÁ OPTIKA

Interference světla

Jedná se o fyzikální jev potvrzující vlnovou povahu světla.

Foto: Barbora Dřízhalová, oktáva A, září 2013

Koherentní jsou taková světelná vlnění, která mají stejnou frekvenci a jejichž vzájemný fázový rozdíl se v uvažovaném bodě prostoru s časem nemění.

INTERFERENCE SVĚTLA NA TENKÉ VRSTVĚ

Popis chodu paprsků:

1 ... dopadající paprsek

2 ... odražený paprsek na 1. rozhraní (opticky hustší), opačná fáze

3 ... odražený paprsek na 2. rozhraní (opticky řidší), stejná fáze

Výsledek interference závisí na celkovém dráhovém rozdílu Δs mezi 2. a 3. paprskem

Δs = 2nd + λ/2

d ... tloušťka vrstvy

n ... index lomu tenké vrstvy

λ ... vlnová délka světla

k ... řád interferenčního maxima (minima)

Pro krajní (mezní) podmínky potom musí platit:

Podmínka největšího zesílení

Δs = k.λ

2nd + λ/2 = k.λ

2nd = (2k -1) . λ/2

PODMÍNKA INTERFERENČNÍHO MAXIMA

PRO TENKOU VRSTVU

Podmínka největšího zeslabení

Δs = (2k +1).λ/2

2nd + λ/2 = (2k +1).λ/2

2nd = 2k . λ/2

PODMÍNKA INTERFERENČNÍHO MINIMA

PRO TENKOU VRSTVU

VYUŽITÍ INTERFERENCE NA TENKÉ VRSTVĚ

A) Měření vlnové délky světla Newtonovými skly

Newtonovy skla

Složení Newtonových skel:

ploskovypuklá čočka s velkým poloměrem křivosti R

tenká vzduchová vrstva

skleněná deska

Popis měření:

tloušťka tenké vzduchové vrstvy se spojitě mění, místa o stejné tloušťce vytvářejí soustředné kružnice o středu v bodě dotyku čočky (0)

změřením poloměru kroužků a poloměru křivosti čočky můžeme potom určit vlnovou délku dopadajícího monofrekvenčního světla

vzniklý interferenční obrazec

B) Kontrola rovinných a kulových ploch čoček a hranolů

C) Použití protiodrazné (antireflexní) vrstvy 

PODÍVEJ SE

PROCVIČOVACÍ ÚLOHA:

Aby se na skleněných čočkách zabránilo zpětným odrazům světla, bývají pokryty tenkými vrstvičkami materiálu, který má index lomu nižší než podkladová vrstva. Jejich tloušťky se volí tak, aby se paprsky světla zvolené vlnové délky po odrazu na přední a zadní straně rozhraní vrstvičky (zpět ke zdroji světla) interferencí vzájemné vyrušily. Jaká minimální tloušťka vrstvičky fluoridu hořečnatého zajistí, aby na ní nedocházelo ke zpětnému odrazu světla v oblasti okolo 550 nm, ve které je lidský zrak nejcitlivější? Index lomu skla je 1,52, vrstvičky 1,38.

(100 nm)