Волновая оптика. 
Основы физики

Основные понятия и определения:

Видимый свет — ЭМВ с длинами волн, лежащими в диапазоне от 400 нм до 780 нм (щ=(2,42ч4,71)). Такие волны испускаются при переходах электронов между уровнями энергий в молекулах и атомах, при тепловых и электрических воздействиях на них.

В этом диапазоне излучения глаз человека различает такие основные цвета, как фиолетовый, синий, голубой, зеленый, желтый, оранжевый, красный. Любой цвет можно получить сложением трех независимых цветов в качестве которых можно взять, например, синий, красный и зеленый. Если сложить все волны видимого диапазона излучения, то тогда получится излучение, которое называют белым светом.

Из двух характеристик ЭМВ здесь, в основном, рассматривается вектор напряженности электрического поля ЭМВ, который также называют световым вектором. Как оказывается, он, в основном, воздействует на глаз человека, вызывая световые ощущения.

Интерференция света

• 1) Интерференция — перераспределение энергии в пространстве в результате наложения двух или нескольких волн:
• 2) Когерентные волны — волны одинаковой частоты:
• 3) Условие наблюдения интерференционной картины — время изменения разности фаз налагающихся волн много больше времени наблюдения. В идеале — разность фаз остается постоянной.
• 4) Оптический путь () — произведение геометрического пути на абсолютный показатель преломления среды, в которой распространяется ЭМВ
• 7) оптическая разность хода — разность оптических путей ;
• 8) Условие интерференционных максимумов:

;

9) Условие интерференционных минимумов:

;

Интерференция света в тонких пленках. Полосы равного наклона и равной толщины.

1) Интерференции света при отражении от тонкой пленки:

Максимумы: ,.

Минимумы:

Здесь: i — угол падения, d и n — толщина и показатель преломления пленки;

3) Полосы равного наклона (Интерференция рассеянного света при отражении от тонкой пленки). (d=const, i — изменяется)

В этом случае на пластинку одинаковой толщины от точечного источника света посылают под разными углами падения монохроматический свет. При этом наблюдается интерференционная картина в виде темных и светлых (окрашенных в один цвет) полос, называемых полосами равного наклона, так как они образованы лучами, падающими на пластинку под одним и тем же углом падения.

Если посылать на пластинку белый свет, то тогда на экране будут также наблюдаться полосы равного наклона, но они будут разноцветными. Это связано с тем, что условия усиления света для волн разного цвета будут выполняться под разными углами падения: если для одного цвета будет минимум, то для другого при том же угле падения будет максимум.;

4) Полосы равной толщины (d — изменяется, i=const);

В этом случае на пластинку переменной толщины (на клин) падает монохроматический свет под одним и тем же углом падения. При этом наблюдается интерференционная картина в виде темных и светлых (окрашенных в один цвет) полос, называемых полосами равной толщины, так как они образованы лучами, идущими от тех точек пластинки, для которых толщина пластинки будет одинаковой. Если посылать на пластинку белый свет, то тогда на экране также наблюдаются полосы равной толщины, но они будут окрашены в разные цвета. Пример: интерференция на клине —, где — угол клина, x — координата полосы на поверхности клина.

• 5) Просветление оптики: толщина пленки ;
• 1) Дифракция света — явление проникновение света в область геометрической тени, т. е. огибания им препятствий.
• 2) Принцип Гюйгенса-Френеля — каждая точка фронта волны является источником вторичных когерентных волн.;
• 3) Свойства зон Френеля:
  • а) волны, приходящие в точку наблюдения от соседних зон Френеля имеют оптическую разность хода разность или разность фаз, равную р;
  • б) при не слишком больших значениях номера m зоны площади зон примерно одинаковы;
  • в) для амплитуды волн, приходящих от разных зон Френеля в точку наблюдения, справедливы следующие соотношения
• 4) Радиус m-ой зоны Френеля: ;