Условия наблюдения интерференции на тонких пленках

Итак, при падении на пластинку плоской волны образуются две отраженные волны, разность хода которых определяется формулой (7.1). Выясним условия, при которых эти волны могут интерферировать. Рассмотрим случай с плоскопараллельной пластинкой.

Рис.7.6

Обе плоские отраженные волны распространяются в одном направлении, образующем с нормалью к пластинке угол, равный углу падения a. Эти волны смогут интерферировать, если будут соблюдены условия как временной, так и пространственной когерентности.

Для того чтобы имела место временная когерентность, разность хода (7,1) не должна превышать длину когерентности, равную .Следовательно, должно соблюдаться условие

При нормальном падении световой волны на поверхность пленки

В полученном соотношении половиной можно пренебречь по сравнению с . Поэтому можно написать

(7.6)

(удвоенная, толщина пластинки должна быть меньше длины когерентности).

Таким образом, отраженные волны будут когерентными только в том случае, если толщина пластинки h не превышает- величины, определяемой соотношением (7.6)). Положив l=5000 и Dl=20 , получим предельное значение толщины, равное

Теперь рассмотрим условия соблюдения пространственной когерентности. Поставим на пути отраженных пучков экран Э (рис. 7.6). Приходящие в точку Р лучи 1 и 2 отстоят друг от друга на расстоянии DC. Из рис 7.6 видно, что . Если пленка освещается солнечным светом, а угловой размер солнца составляет j ~0,01рад., то для выполнения условий пространственной когерентности необходимо, чтобы . Если предположить, что угол падения составляет 45°и длина волны l=5000 , то h<0,05мм. Для угла падения порядка 10° лространственная когерентность будет сохраняться при толщине пластинки, не превышающей 0,05мм. Таким образом, мы приходим к выводу, что вследствие ограничений, накладываемых временной и пространственной когерентностями, интерференция при освещении пластинки солнечным светом наблюдается только в том случае, если толщина пластинки не превышает нескольких сотых миллиметра. При освещении светом с большей степенью когерентности интерференция наблюдается и при отражении от более толстых пластинок или пленок, например, при использовании лазерного излучения интерференцию можно наблюдать на пленках толщиной больше 2см.