Хвильова оптика · інтерференція
Інтерференція світла: умови максимумів, кільця Ньютона
Інтерференція — одне з ключових явищ хвильової оптики, яке доводить хвильову природу світла. Розберемо умови максимумів і мінімумів та класичні задачі на кільця Ньютона.
Що таке інтерференція світла
Інтерференція — це накладання когерентних світлових хвиль, унаслідок якого виникає стійка картина чергування максимумів і мінімумів інтенсивності. Когерентні хвилі мають однакову частоту та сталу в часі різницю фаз.
Умови інтерференції
- Максимум (світла смуга) — коли оптична різниця ходу дорівнює цілому числу довжин хвиль.
- Мінімум (темна смуга) — коли різниця ходу дорівнює непарному числу півхвиль.
Формули
Δ = m·λ— умова максимуму (m = 0, 1, 2…)
Δ = (2m + 1)·λ/2— умова мінімуму
Δ = 2d·√(n² − sin²i) ± λ/2— різниця ходу в тонкій плівці
r = √(m·λ·R)— радіуси темних кілець Ньютона
Додаткова різниця ходу ±λ/2 виникає при відбитті від оптично густішого середовища («втрата півхвилі»).
Як розв’язувати задачі
- Знайдіть оптичну різницю ходу Δ між хвилями, що інтерферують.
- Застосуйте умову максимуму (Δ = mλ) або мінімуму (Δ = (2m+1)λ/2).
- Для кілець Ньютона використайте формули радіусів через довжину хвилі й радіус кривизни лінзи R.
Готові розв’язані задачі
Часті питання
Яка умова максимуму при інтерференції?▾
Максимум спостерігається, коли оптична різниця ходу дорівнює цілому числу довжин хвиль: Δ = mλ, де m = 0, 1, 2…
Що таке когерентні хвилі?▾
Це хвилі однакової частоти зі сталою в часі різницею фаз. Лише когерентні хвилі дають стійку інтерференційну картину.
Чому виникають кільця Ньютона?▾
Через інтерференцію світла у тонкому повітряному проміжку між плоскою пластиною і опуклою лінзою; радіуси темних кілець r = √(mλR).