Полосы равной толщины - интерференц. полосы,
наблюдаемые при освещении тонких оптически прозрачных слоев (плёнок) переменной
толщины пучком параллельных лучей и обрисовывающие линии равной оптической
толщины. Полосы равной толщины возникают, когда интерференц. картина локализована на
самой плёнке. Разность хода между параллельными монохроматич. лучами, отражёнными
от верхней и нижней поверхностей плёнки (рис.), равна
(n - показатель преломления плёнки, h - её толщина,
-
угол преломления). Учитывая изменение фазы на
при
отражении от одной из поверхностей плёнки, получим, что максимумы интенсивности
(светлые полосы) возникают при разности хода
m = 0,1,
2, ..., а минимумы (тёмные полосы) - при
- длина волны света, в к-ром происходит наблюдение). Условие параллельности
лучей выполняется, если расстояние от источника света до плёнки значительно
больше
-расстояния
между точками пересечения интерферирующих лучей с поверхностью плёнки. При достаточно
малом зрачке наблюдат. прибора это условие выполняется и для протяжённого источника.
Если плёнка идеально одинаковой толщины, то в
любом её месте разность хода DL будет одна и та же, условия интерференции
будут одинаковыми по всей плёнке, что приведёт к одинаковому по всей площади
плёнки оптич. эффекту - ослаблению либо усилению света, а никакие интерференц.
полосы не возникнут. На идеальной плоскопараллельной пластине интерференц. полосы
возникают при др. схеме наблюдения (см. Полосы равного наклона ).Если
же толщина плёнки немного меняется от точки к точке, то интерференц. полосы
будут располагаться вдоль участков плёнки с одинаковыми разностями хода DL,
т. е. с одинаковыми значениями толщины плёнки h (что и определило их
назв.).
Примером регулярных полос равной толщины, образующихся в
воздушном зазоре между двумя сферич. поверхностями или сферой и плоскостью,
являются Ньютона кольца .При освещении белым светом разл. толщинам h будут соответствовать разл. l, для к-рых слой обладает наиб. прозрачностью
и наим. отражат. способностью. Это создаёт при малых h радужную окраску
тонких плёнок (мыльных пузырей, масляных и бензиновых пятен).
Пполосы равной толщины используют для определения микрорельефа
тонких пластинок и плёнок. П. р. т., возникающие в воздушном зазоре между пробным
стеклом и испытуемой поверхностью, характеризуют отклонение испытуемой поверхности
от эталонной. Такие измерения обычно ведутся при падении света на поверхность,
близком к нормальному. При этом условие для тёмной полосы при
= 1 преобразуется в Т.
о., расстояние между соседними тёмными (или светлыми)
полосами соответствует изменению толщины зазора на
, т. е. при наблюдении в видимом свете
0,3
мкм.
А. П. Гагарин
|
![]() |