Интерференция многих волн. Интерферометр Фарби-Перо.

Классическим прибором на основе многолучевой интерференции является интерферометр Фарби-Перо.

Пусть в какой-либо точке пространства складываются колебания с равными амплитудами A₀ и различающимися на одинаковую разность фаз . Для сложения колебаний используем метод векторных диаграмм. В этом методе каждое колебание изображается вектором, величина которого равна амплитуде светового вектора A_0, а разность фаз учитывается между соседними векторами. Результирующий вектор при сложении всех N векторов А будет представлять амплитуду результирующего колебания.

Т.к.

Максимум при – условие главных максимумов.

Между главными максимумами находятся другие (N-1) min и (N-2) max, определяемые колебаниями числителя. Положением минимума является , где k?[1..N+2] и не = N, 2N…

Ширину главного максимума можно представить как расстояние между двумя соседними минимумами, отставающими от него на .

Чем N>,тем уже min.

Отличие приборов на основе многолучевой интерференции от приборов, основанных на двух лучевой, заключается в том, что прибор даёт очень острые и интенсивные линии, что широко используется в метрологии.

Интерференция Фарби-Перо на 2х лучевой интерференции.

Фиксируя расстояние между пластинами.

– между соседними лучами.

Обычно на этот прибор направляют расходящиеся лучи света и на экране наблюдается интерференционные полосы равного наклона в виде колец как между тёмными и светлыми полосами.

12Практические применения интерференции. Просветление оптики, интерференционные фильтры, интерферометры (интерферометр Майкельсона).

Просветление оптики – состоит в том, что на поверхность стеклянной детали покоится тонкая прозрачная плёнка, которая за счёт интерференции устраняет отражение от этой поверхности, таким образом повышая светосилу прибора.

Если два луча уничтожают друг друга, то отражённой волне не будет.

Условие минимума – чтобы покрытия. Для видимого света просветленное покрытие наблюдается при λ=555нм. Показатель, чтобы отражение и уничтожение было более полным.

Типичные интерференционные фильтры представляют собой слоистые системы с чередующимися слоями оптического материала с, которые предназначены для усиления отражения света на определённой λ за счёт интерференции.

 

Оптические утолщения слоёв одинаковы и равны λ/4. *- в этой точке теряется половина волны. Чтобы отражённые лучи усиливали друг друга надо, чтобы выполнялось условие максимума. Оптическая разность хода на паре лучей 1 и 2 ( будет равна:

Условие максимума:.

В основу работы интерферометра Майкельсона положена двух лучевая интерференция.

Пластина 2 – для компенсации для 2ого луча разности хода по сравнению с 1-ым, который проходит пластинку 1 два раза; - изображение детали 2 в пластинке 1. Разность хода между лучами 1 и 2 будет равна: условие максимума.

Интерферометры могу быть использованы как очень точные датчики перемещений, если движется, например, зеркало S₁, и для точного определения показателя преломления вещества, в частности газов, для которых n=1.

---------------------