Лекция 9 (4 сем) 2026 Интерференционные приборы Слайдов29 25февр26 (1)

1. Лекция 9 (4 сем) для ПиМ. Интерференционные приборы

Курс «Оптика и лазеры» для студентов БГТУ
2 курса ПиМ гр. 1 и 3
Кафедра физики БГТУ
доцент Крылов Андрей Борисович
Часть V.
Оптика
Лекция 9 (4 сем) для ПиМ.
Интерференционные приборы
1. Наблюдение и расчет интерференционных картин, получаемых с помощью зеркал
Френеля, бипризмы Френеля и щелей Юнга.
2. Интерференция света на тонких пленках. Полосы равного наклона и равной толщины.
Пластинка, кратная четверти длины волны падающего света.
3. Кольца Ньютона как интерференционный эффект. Зависимость диаметра темного
кольца Dm от длины волны λ.
4. Интерференционные приборы - интерферометры. Применение явления
интерференции. Просветлённая оптика (самостоятельно).
5. Интерференция поляризованного света. Принцип работы поляризационного
микроскопа. Интерференция в живой природе (самостоятельно).
2026
1
+5

2. 1. Создание когерентных источников света

Напомним, что свет, испускаемый обычными источниками, можно рассматривать как хаотическую
последовательность отдельных цугов синусоидальных волн.
Длительность отдельного цуга не превышает 10-8 с даже в тех случаях, когда
атомы источника не взаимодействуют (газоразрядные лампы низкого давления).
Любой регистрирующий прибор имеет значительно бóльшее время разрешения, поэтому
наблюдение интерференции невозможно.
Для наблюдения интерференции света необходимо иметь когерентные световые
пучки, для чего применяются два фундаментальных подхода:
Принцип Юнга -- когерентные пучки получают пространственным разделением
световых лучей.
Принцип Майкельсона -- когерентные пучки получают временным разделением
световых лучей.
В любом случае световые лучи исходят из одного и того же источника (что
обеспечивает когерентность), а после разделения накладываются друг на друга,
обеспечивая интерференционную картину.
1.
2.
Методы пространственного разделения для создания когерентных источников
Щели Юнга
Зеркала Френеля
Бипризма Френеля
2
+10

3. Щели Юнга

Интерференционная картина на щелях Юнга.
Принцип пространственного разделения
лучей Юнг осуществил на приборе, названном
щелями Юнга: когерентные пучки получали
разделением и последующим сведением
световых лучей, исходящих из одного и того
же источника.
Юнг разделил волновой фронт одной
волны.
Свет от источника S, прошедший через узкую щель в экране А,
падет на экран В с двумя щелями S1 и S2, расположенными
достаточно близко друг к другу на расстоянии d.
Эти щели являются когерентными источниками света.
Интерференция наблюдается в области, в которой перекрываются
волны от этих источников (поле интерференции).
Расчет интерференционной картины от двух когерентных источников мы проводили, имея в виду именно
щели Юнга.
Оптическая
разность пути
Интерференционные
максимумы на экране:
Интерференционные
минимумы на экране:
Ширина интерференционной
полосы
m Все
- целое
эти характеристики в СИ - в метрах
число:
3
+12

4. Зеркала Френеля

Интерференционная картина в зеркалах Френеля
S
M
φ (или
Э1
S1
S2
N
Две когерентные световые волны получаются в
результате отражения от двух зеркал M и N,
плоскости которых наклонены под небольшим углом
Э
α как на рисунке) друг к другу.
Источником служит узкая ярко освещенная щель S,
параллельная ребру между зеркалами.
Отраженные от зеркал пучки падают на экран Э, и в
той области, где они перекрываются (поле
интерференции), возникает интерференционная
картина.
От прямого попадания лучей от источника S экран
защищен ширмой Э1.
Для расчета освещенности Е экрана можно считать, что интерферирующие волны испускаются
вторичными источниками S1 и S2, представляющими собой мнимые изображения щели S в
зеркалах.
Поэтому I будет определяться той же формулой двулучевой интерференции, в которой
расстояние l от источников до экрана следует заменить на a+b, где a приблизительно равно r расстояние от S до ребра зеркал, b - расстояние от ребра до экрана.
Расстояние d между вторичными источниками равно:
Поэтому ширина интерференционной полосы на экране равна:
потому что угол малый (менее 50)
Условия интерференционных максимумов и
минимумов на экране как у щелей Юнга
4
+10

5. Бипризма Френеля

Интерференционная картина в бипризме Френеля
S1
β
S
S2
S2
φ
Э
Две прозрачные призмы с малыми преломляющими
углами β (на рисунке θ «тэта») сложены
основаниями (имеют общую грань).
Свет от источника S, прошедший через бипризму,
преломляется и, образуя две когерентные волны,
падет на экран Э, расположенный на расстоянии b.
Эти когерентные волны исходят из мнимых
источников S1 и S2 , которые являются
когерентными источниками света.
Интерференция наблюдается в области, в
которой перекрываются волны от этих
источников (поле интерференции).
Можно считать, что здесь образуются два близких мнимых изображения S1 и S2 источника S, так
как каждая половина бипризмы отклоняет лучи на небольшой угол φ=(n-1)β
Расстояние между источниками:
потому что угол малый (менее 50)
Расстояние от источников до экрана
l=a+b.
Ширина интерференционной полосы
для бипризмы Френеля
Условия интерференционных максимумов и минимумов на экране как у щелей Юнга
5
+9

6. 2. Интерференция на тонких пленках

Интерференцию света по методу временного
разделения наблюдать проще, чем в опытах
с пространственным разделением.
Один из способов, использующих такой метод,
– опыт Пóля, в котором свет от источника S
отражается двумя поверхностями тонкой
прозрачной плоскопараллельной пластинки.
В любую точку P, находящуюся с той же
стороны от пластинки, что и источник,
приходят два луча.
Эти лучи образуют интерференционную
картину.
Для определения вида полос можно представить себе, что лучи выходят из мнимых
изображений S1 и S2 источника S, создаваемых поверхностями пластинки.
На удаленном экране, расположенном параллельно пластинке, интерференционные
полосы имеют вид концентрических колец с центрами на перпендикуляре к пластинке,
проходящем через источник S.
Этот опыт предъявляет менее жесткие требования к размерам источника S, чем
рассмотренные выше опыты.
Поэтому можно в качестве S применить ртутную лампу без вспомогательного экрана с
малым отверстием, что обеспечивает значительный световой поток.
С помощью листочка слюды (толщиной 0,03 – 0,05 мм) можно получить яркую
интерференционную картину прямо на потолке и на стенах аудитории.
Чем тоньше пластинка, тем крупнее масштаб интерференционной картины, т.е.
больше расстояние между полосами.
6
+11

7. Полосы равного наклона

Особенно важен частный случай
интерференции света, отраженного двумя
поверхностями плоскопараллельной
пластинки, когда точка наблюдения P находится
в бесконечности, т.е. наблюдение ведется либо
глазом, аккомодированным на бесконечность,
либо на экране, расположенном в фокальной
плоскости собирающей линзы.
В этом случае оба луча, идущие от S к P,
порождены одним падающим лучом и после
отражения от передней и задней поверхностей
пластинки параллельны друг другу.
Обозначения на рисунке:
n = n2 – показатель преломления материала пластинки; предполагается,
что над пластинкой находится воздух, т.е. nвозд = n1 = 1.
h – толщина пластинки,
α и β – углы падения и преломления на верхней грани, причем:
Так как:
и
Оптическая разность хода между ними в точке P такая же,
как на линии DC:
Тогда для оптической разности хода:
7
+7

8. Интерференция на тонких плёнках при отражении

Следует также учесть, что при отражении волны
от верхней поверхности пластинки ее фаза
изменяется на π радиан:
n1
n2
Поэтому добавочная разность хода
складываемых волн в точке P равна:
где
λ – длина волны в
вакууме
Конечная формула в общем виде
Полная оптическая
разность хода
складываемых волн в
точке P равна:
Полоса данного порядка интерференции обусловлена светом, падающим на пластинку под одним и
тем же углом α.
Поэтому такие полосы называют полосами равного наклона, которые можно наблюдать через
линзу, которая обеспечивает схождение лучей в фокальной плоскости.
Если ось объектива расположена перпендикулярно пластинке, полосы имеют вид
концентрических колец с центром в фокусе, причем в центре картины порядок
интерференции максимален.
8
+7

9. Интерференция на тонких плёнках возможна как 1) при отражении, так и 2) при преломлении света

9

10. Пластинка в четверть длины волны падающего света

Следует отметить, что волны при отражении изменяют фазу на 180°
(или π), если отражаются от более оптически плотной среды n2 > n1,
Пример
использования
пластинки
в четверть
например, при отражении
света
в воздухе от воды
(nводы > nвоздуха
).
Если отражение происходит
менее(оптически
плотной среды
длины от
волны
микроскопе,
0 ) в оптическом
n2 < n1, то изменение фазы волны не происходит.
что позволяет увеличить интерференцию, а
Пусть, например, показатели преломления n1 < n2 и n2 > n3 (см. рисунок
значит и разрешающую способность
справа).
λ /4
микроскопа.
Найдём разность фаз Δφ между лучами 1 и 2 после прохождения лучом
Разрешающая способность микроскопа Z –
2 через тонкую плёнку в обоих направлениях.
это наименьшее расстояние между двумя
точками
которые
можно различить.
Луч 1 изменил свою фазу
послеобъекта,
отражения
на π.
Луч 2 вернётся в среду с n1 , опоздав на число периодов, равное
отношению двойной толщины плёнки (2h) к длине волны света в ней, λ2,
т.е.:
где λ0 – длина волны света в вакууме.
Вывод: для максимума интерференции толщина пластинки 2
должна быть кратна λ0/4.
Пленка мыльного пузыря имеет разную толщину,
поэтому при освещении белым светом дает
10
разноцветные разводы.
+8

11. Интерференция от клина

Рассмотрим интерференцию света в тонких пленках,
толщина которых не одинакова в разных местах.
Простейшая пленка такого типа, имеющая форму
плоского клина с малым углом α между боковыми
гранями.
Пусть свет от линейного источника, расположенного
перпендикулярно плоскости чертежа, падает
нормально к верхней поверхности пленки.
Пусть интерференционные максимумы наблюдаются для пучков 1 и 2. Тогда оптическая
разность хода между интерферирующими лучами 1 и 2 должна удовлетворять условию
максимума:
Вычтем из первого равенства второе:
Расстояние между двумя максимумами:
Отсюда можно выразить угол α при вершине клина:
где
– расстояние между двумя
максимумами m1 и m2.
Для l = 5 мм, λ = 500 нм, n = 1,5, значение угла
α ≈ 3·10–5 рад.
Вывод: определив из наблюдений расстояние a между полосами интерференционной картины,
можно с высокой точностью оценить степень параллельности двух поверхностей (например,
11
стеклянной пластинки).
+10

12. Цвета тонких пленок

В белом свете интерференционные полосы, при отражении от тонких пленок окрашены. Поэтому такое явление называют цвета тонких пленок.
Его легко наблюдать:
на мыльных пузырях,
на тонких пленках масла или
бензина, плавающих на
поверхности воды,
на пленках окислов, возникающих
на поверхности металлов при
закалке (цвета побежалости),
и т.п.
Изменение интерференционной картины поверхности мыльного
пузыря по мере уменьшения толщины мыльной пленки
Почему происходят изменения?
Под действием силы тяжести мыльная пленка постепенно стекает вниз, истончаясь.
12
+9

13. Цвета побежáлости

13

14. Полосы равной толщины

В рассмотренном случае одинаковым значениям d
соответствуют одинаковые оптические разности хода Δ,
а следовательно, и одинаковые результаты
интерференции.
Поэтому возникающую интерференционную картину
называют полосами равной толщины.
Если направления распространения световой
волны, отраженной от верхней и нижней границы
клина, не совпадают, то отраженные и преломленные
лучи встречаются. Поэтому интерференционную
картину при отражении от клина можно наблюдать и без
использования линзы, если поместить экран в
плоскость точек пересечения лучей (хрусталик глаза
помещают в нужную плоскость).
Результат интерференции в точках P1 и P2 экрана
определяется по известной формуле:
Достаточно подставить в формулу толщину пленки в месте падения
луча (h1 или h1). Свет обязательно должен быть параллельным (угол
α = const): если одновременно будут изменяться два параметра h и α,
то устойчивой интерференционной картины не будет.
Поскольку разность хода лучей Δ, отразившихся от различных участков
клина, будет неодинаковой, освещенность экрана будет
неравномерной: на экране будут темные и светлые полосы (или цветные
14
при освещении белым светом, как показано на рисунке слева).
+7

15. 3. Кольца Ньютона

Примером полос равной толщины являются кольца Ньютона.
Кольца Ньютона – это полосы равной толщины в виде колец,
наблюдаемые в воздушном зазоре h между соприкасающимися
выпуклой сферической поверхностью линзы малой кривизны и
плоской поверхностью стекла.
Общий центр колец расположен в точке касания.
В отраженном свете в центре находится темное пятно (минимум
нулевого порядка). Оно окружено системой чередующихся светлых и
темных концентрических колец, ширина, интенсивность которых
постепенно убывают по мере удаления от центрального пятна.
В проходящем свете наблюдается обратная картина – центральное
пятно светлое, следующее кольцо темное и т. д.
Оптическая разность хода волн, отраженных от воздушного зазора
(n=1):
где – угол α малый (значит: sinα→0), h– толщина воздушного зазора мала
по сравнению с R (h2 →0).
Толщина h воздушного зазора связана с расстоянием r до точки касания:
Приравняем h к условию
максимумов:
15
+9

16. Кольца Ньютона - 2

Используя условие максимумов и
минимумов можно найти радиусы
темных и светлых колец в
отраженном свете:
условие максимумов:
условие минимумов:
Внимание: в проходящем свете эти формулы меняются
местами – первая определяет радиусы светлых колец, а
вторая - темных.
1. Источник света (светодиод);
2. Собирающая линза;
3. Полупрозрачная пластинка
(стекло) под углом 450;
4. Окуляр микроскопа;
5. Объектив микроскопа;
6. Плоско-выпуклая линза радиуса
R на стеклянной пластинке (7)
При облучении светом одной длины волны (одного цвета) будем
наблюдать светлые кольца того же цвета, при облучении же
белым светом будем наблюдать разноцветные кольца.
Если линзу постепенно отодвигать от поверхности стекла, то
интерференционные кольца будут стягиваться к центру.
При увеличении расстояния на λ/2 картина принимает прежний
вид, так как место каждого кольца будет занято кольцом
следующего порядка.
Кольца Ньютона локализованы в очень малой области для
обычных линз, поэтому их приходится рассматривать в
микроскоп.
Этим методом, как и в опыте Юнга, можно сравнительно простыми
средствами приближенно определить длину волны света.
Найдем диаметр темного m–го кольца:
16
+10

17. Кольца Ньютона: зависимость диаметра темного кольца Dm от длины волны λ

Диаметр Dm темного m–го кольца равен количеству малых делений шкалы Nm, умноженное
на цену деления γ:
где
Тогда для длины волны
λ=525 нм (зеленый свет)
радиус линзы R:
Тогда общая формула
для длины волны λ с
радиусом линзы
R=0,5 м и Δm=3 :
Вывод: при увеличении длины волны λ падающего света
диаметр Dm и радиус rm темного m–го кольца
Тогда
для синего
светодиода
увеличиваются (вывод
Ньютона
из опытов
про кольца
Ньютона).
С помощью колец Ньютона можно с достаточно высокой
точностью контролировать качество изготовления
сферических поверхностей.
Выводы:
1. Полосы равного наклона получаются при освещении
пластинки постоянной толщины (h=const) рассеянным
Тогда для красного светодиода
светом, в котором содержатся лучи разных направлений.
2. Полосы равной толщины наблюдаются при освещении
пластинки переменной толщины (клина) (h≠const)
параллельным пучком света.
Полосы равной толщины локализованы вблизи пластинки.
17
+9

18. Обобщающая таблица для колец Ньютона

В схеме установки Ньютона для изучения колец Ньютона воздушный зазор может
заливаться прозрачным веществом (иммерсионная жидкость с абсолютным показателем
n). Тогда в формулах для радиуса колец rm вместо длины волны λ подставляется дробь λ/n.
В проходящем свете формулы меняются местами – первая определяет радиусы светлых
18
колец, а вторая - темных.
+2

19. 4. Интерференционные приборы

Интерферометры - точные измерительные приборы, принцип работы которых основан на
явлении интерференции света.
С1
И
СЗ
Д
С2
Интерферометр Жамена применяется для точных
измерений показателей преломления газов и их
зависимости от температуры, давления и влажности.
Принцип работы: падающий свет отражается от
обеих поверхностей стеклянной пластины Р1,
поэтому из нее выходят два когерентных
параллельных луча 1 и 2.
Пройдя сквозь две одинаковые кюветы K1 и К2, эти
лучи после отражения от второй стеклянной
пластины Р2 собираются линзой Л и интерферируют.
Интерферометр Майкельсона – двухлучевой
интерферометр, изобретенный А.Майкельсоном.
Данный прибор позволил впервые измерить длину
волны света с. В опыте Майкельсона интерферометр
был использован для проверки гипотезы о светоносном
эфире.
Интерферометр состоит из полупрозрачного
светоделительного зеркала СЗ, разделяющего
входящий луч от источника И на два, которые в свою
очередь, отражаются зеркалами (сверху С1 и справа
С2) обратно. Зеркала С1 и С2 – подвижны.
Пространства между зеркалами СЗ и С1, СЗ и С2
называются плечами интерферометра.
На полупрозрачном зеркале СЗ разделенные лучи
вновь направляются в одну сторону, чтобы образовать
интерференционную картину в месте наблюдения
(детектор Д).
Анализируя ее и изменяя длину одного плеча на
известную величину, можно по изменению вида
интерференционных полос измерить длину волны λ,
либо, наоборот, если длина волны известна, можно19
определить неизвестное изменение длин плеч d.
+9

20. Интерферометр Майкельсона

С1
С2
СЗ
Д
Если зеркала стpого пеpпендикуляpны, то можно наблюдать полосы pавного наклона (в
виде кругов).
Если зеркала не строго перпендикулярны, то плоскости зеркал подобны клину и можно
наблюдать полосы равной толщины в виде прямых полос.
Применение интерферометра для измерения малых расстояний
Оптическая разность хода лучей 1 и 2:
где n – показатель
преломления воздуха, a l1 и l2
– длины плеч интерферометра
Если l1 = l2 , то наблюдается интерференционный максимум.
Смещение одного из зеркал на расстояние λ/4 приводит к возникновению
интерференционного минимума.
Вывод: по изменению интерференционной картины можно судить о малых перемещениях
одного из зеркал и тем самым использовать интерферометр Майкельсона для точных измерений
длины волны λ.
Поместим в одно из плеч сначала пустую кювету длиной l с показателем преломления n1.
Оптическая разность хода Δ1 пустой кюветы равна 2n1l.
Затем поместим такую же кювету, но с газом или жидкостью, показатель преломления n2
которых
надо измерить. Оптическая разность хода Δ2 тогда равна 2n2l.
Условие
максимума
Условие максимума для
для пустой кюветы
Вывод: максимум сместится на
заполненной кюветы
количество полос m2 – m1.
20
+10

21. Интерферометр Майкельсона -2

С1
С2
СЗ
Д
Изменение показателя преломления:
Если измерить количество полос, на которое сместилась
картина, то можно определить показатель преломления n.
Если n1=1 (воздух), то:
Пример: если m2 – m1 = 200, λ = 600 нм (алый цвет) , l = 0,1м, получим n2 ≈ 1,0006.
Применение интерферометрии позволяет определить показатель преломления n или его
изменение Δn с высокой точностью.
Показатель преломления газа или жидкости зависит от давления р и температуры Т.
Поэтому интерферометры широко применяются для изучения течений жидкости или газа
(ударных волн, сверхзвуковых струй и др.).
Пример 1 применения интерференции: тот факт, что расположение интерференционных
полос зависит от длины волны и разности хода лучей Δ, позволяет по виду
интерференционной картины (или их смещению) проводить точные измерения расстояний
при известной длине волны или, наоборот, определять спектр интерферирующих волн
(интерференционная спектроскопия).
Кроме рассмотренных выше существуют и другие интерферометры:
1.
Рэлея,
2.
Рождественского,
3.
Линника,
4.
и другие.
Принцип действия схож, но техническое воплощение этого принципа различается.
21
+8

22. Примеры применение интерференции

2.
По интерференционной картине можно выявлять и измерять неоднородности
среды (в т.ч. фазовые), в которой распространяются волны, или отклонения формы
поверхности от заданной.
Рисунки:
а - световые лучи, отражаясь от верхней и нижней поверхностей тонкого воздушного
клина, интерферируют и образуют светлые и темные полосы:
б - интерференционная картина, наблюдаемая в случае оптически плоских стеклянных
пластин;
в - интерференционная картина, наблюдаемая в случае неплоских пластин.
22
+5

23. Примеры применение интерференции

3.
4.
5.
Явление интерференции волн, рассеянных от некоторого объекта (или прошедших через
него) с «опорной» волной, лежит в основе голографии (в т.ч. оптической, акустической
или СВЧ-голографии).
Интерференционные волны от отдельных «элементарных» излучателей используются при
создании сложных излучающих систем (антенн) для электромагнитных и акустических
волн.
Получение высокоотражающих диэлектрических зеркал:
Значительно повысить коэффициент
Если оптическая толщина всех слоев одинакова и равна
отражения R зеркал можно, используя
последовательность чередующихся диэлектрических слоев
с высоким n1 и низким n2 показателями преломления.
λ0/4 (n1l1=n2l2=λ0/4), то отраженные их границами
волны находятся, как легко заметить, в одинаковой
фазе и в результате интерференции усиливают друг
друга.
Такие многослойные диэлектрические покрытия дают высокую отражательную
способность только в ограниченной области длин волн вблизи значения λ0, для которого
оптическая толщина слоев равна λ0/4. Обычно наносят от 5 до 15 слоев сульфида цинка
(n1= 2,3) и криолита (n2= 1,35).
С 7 слоями легко добиться R =0,9 в спектральной
области шириной порядка 50 нм.
Для получения коэффициента
отражения R=0,99 надо нанести 11–13 слоев.
Такие зеркала используются в лазерных
резонаторах.
23
+8

24. Просветлённая оптика

2
1
Возможность ослабления отраженного света вследствие
интерференции в тонких пленках широко используется в современных
оптических приборах (фотоаппаратах, биноклях, перископах и др.).
Для этого на передние поверхности имеющихся в них линз и призм
наносят тонкие прозрачные пленки, абсолютный показатель
преломления n которых меньше абсолютного показателя преломления
для материала линзы или призмы (nплёнки<nстекла).
nплёнки< nстекла
Идея уменьшения интенсивности отраженного света от поверхности
оптических деталей состоит в интерференционном гашении
волны, отраженной от внешней поверхности детали 1, волной
отражённой от внутренней 2.
Для осуществления этого амплитуды обеих волн должны быть
равны, а фазы отличаться на 180°. В этом случае обеспечивается
гашение отражённой волны. Такая оптика получила название
просветленной оптики.
Необходимое соотношение между фазами отражённых волн
обеспечивается выбором толщины плёнки dпл, кратной нечётному
числу четвертей длины волны λ0 проходящего через
рассматриваемую деталь света: dпл=(2m-1)λ0/4
Добиться одновременного гашения для всех длин волн
невозможно, то толщина пленки подбирается такой, чтобы
интерференционный минимум был для λ0=555 нм (зеленый свет),
соответствующей интенсивности естественного света.
В отраженном свете просветленные линзы и призмы кажутся
окрашенными в фиолетовый цвет, так как они заметно отражают
только красный и сине–фиолетовый свет.
24
+7

25. 5. Интерференция поляризованного света

Тонкие двоякопреломляющие пластинки, помещенные между поляроидами, кажутся
окрашенными.
Эта окраска - результат интерференции поляризованных лучей.
Вывод: явление интерференции поляризованного света
наблюдается только при малой разности хода Δ, т.е. в
тонких пластинках.
На рисунке представлена схема для
случая поляроидов Р и А с
параллельными плоскостями
пропускания.
После поляризатора Р, на выходе из
которого естественный свет становится
плоскополяризованным, поместим
пластинку кристалла.
Из кристалла выйдет две волны:
необыкновенная с напряженностью
Ее и обыкновенная с Ео,
поляризованные перпендикулярно
друг другу.
Через анализатор А пройдут только
составляющие этих волн Е1 и Е2 на
плоскость пропускания анализатора.
Волны Е1 и Е2 на выходе второго
поляроида А также являются
когерентными и поляризованы к
тому же в одной плоскости.
Эти волны интерферируют между
собой.
При работе с белым светом в
результате интерференции
поляризованных лучей пластинка
кажется окрашенной.
25
+10

26. Пример интерференции поляризованного света

Таким образом: две когерентные
волны Е1 и Е2 на выходе второго
поляроида (анализатора) А
являются поляризованными в
одной плоскости и
интерферируют между собой.
При облучении первого поляризатора
П белым светом и помещении между
поляризатором П и анализатором А
тонких прозрачных стаканчиков в
результате интерференции
поляризованных лучей мы видим
стаканчики причудливо окрашенными.
26
+2

27. Принцип работы поляризационного микроскопа

Поляризационный микроскоп - специализированный тип оптического микроскопа,
предназначенный для исследования анизотропных объектов (биологических
препаратов, минералов, полимеров и др.).
Отличие от обычного светового микроскопа:
1) наличие поляризатора П на пути света, падающего на объект, поэтому этот свет становится
поляризованным;
2) наличие второго поляризатора (анализатора) А на пути света, идущего к окуляру.
В этом случае изучение объекта происходит в поляризованном свете, причем
обыкновенный и необыкновенный лучи интерферируют и дают цветовые
переходы, отражающие анизотропию образца.
Поляризованный свет нередко
позволяет выявлять структуру
объектов, лежащую за пределами
обычного оптического разрешения.
На фото слева анизотропия
кристаллов льда в процессе
замерзания при 00С.
27
+7

28. Интерференция в живой природе

Явление интерференции света помогает
природе раскрашивать всё живое, не
прибегая к использованию
красителей.
Чешуйки на крыльях бабочек и тонкие
перья на крыльях птиц можно
рассматривать как тонкие параллельные
пластинки одинаковой толщины или в
виде клина.
При интерференции в белом же свете
будут уничтожаться только те световые
колебания, которые укладываются целым
числом волн в данной разности хода Δ, и,
следовательно, пластинка всегда будет
казаться окрашенной в определенный
цвет в зависимости от величины d(ne-no)
При этом мы увидим переливы цвета.
28
+5

29. Спасибо за внимание!

Курс физики для студентов 1-2 курса БГТУ
Кафедра физики БГТУ
доцент Крылов Андрей Борисович
Часть V.
Оптика
Спасибо за внимание!
Пленка мыльного пузыря
имеет разную толщину, поэтому
при освещении белым светом дает
разноцветные разводы.
Чешуйки на крыльях бабочек
разной толщины, поэтому белый свет при
интерференции на них дает переливы цветов
без использования красителей.
2026
29
+2