Світло має хвильовий природою. Довжина світлової хвилі:
де с = 3 × 10 8 м / с; n - частота випромінювання. Абсолютний показник заломлення середовища. де u-швидкість світла в середовищі. Залежність показника заломлення світла від довжини хвилі називають дисперсією світла. Спектр білого світла містить сім основних кольорів, безперервно переходять одна в одну. Хвильова природа світла найбільш яскраво підтверджується явищами інтерференції і дифракції.
Інтерференція світла - це особливий випадок складання хвиль, при якому в одних точках простору хвилі підсилюють одна одну, а в інших точках простору гасять один одного. Отже, при інтерференції світлова енергія перерозподіляється в просторі.
Інтерференційна картина - чергування максимумів і мінімумів інтенсивності (світлих і темних смуг).
Хвилі підсилюють або послаблюють одна одну за умови: w1 = w2 (частоти коливань однакові) і # 916; = Const (різниця фаз постійна) .Волни, що задовольняють цій умові, називаються когерентними. Таким чином, интерферируют тільки когерентні хвилі.
Отримати такі хвилі в оптиці можна, розділивши світлову хвилю від одного джерела на частини. Від двох незалежних джерел світла отримати інтерференційну картину неможливо ні за яких умов.
Нехай з точок S1 і S2 поширюються хвилі одного напрямку (ріс.19.1), які зустрічаються в точці Р. Положення темних і світлих смуг на екрані визначаються з наступних співвідношень:
де - оптична різниця ходу, k = 0,1,2, ... - порядок max, min, # 955; - довжина хвилі. Якщо Dj ¹const, то інтерференція відсутня.
Можна показати, що при двопроменевий інтерференції відстань між сусідніми смугами (ширина інтерференційних смуг). де d - відстань між джерелами когерентних хвиль, L - відстань від джерела до екрану.
Найбільш часто ми зустрічаємося з інтерференцією на тонких плівках і пластинах. При падінні світла на тонкі прозорі плівки і пластинки утворюються когерентні промені I ', I' '(у відбитому світлі) і 2', 2 '' (в світлі) за рахунок відображення і заломлення променів на обох поверхнях плівки (ріс.18.2) . Накладення цих променів призводить до інтерференції світла в відображених і проходять променях. Різниця ходу в цьому випадку залежить від товщини плівки d, кута падіння світла i. довжини світлової хвилі l і показника заломлення пленкіn. - у відбитому світлі; - в світлі /
Якщо i = const - кут падіння, а d¹const - товщина плівки змінюється, то отримуємо інтерференційну картину, яка називається смугами рівної товщини. Кожна зі смуг виходить за рахунок накладення когерентних променів (I ', I' '.), Що утворюються на певній товщині плівки. Тому такі смуги називаються смугами рівної товщини.
Явище інтерференції використовують в інтерферометрах для точного вимірювання довжин відрізків, показників заломлення довжин хвиль.
Інтерференція в тонких шарах застосовується для зменшення втрат на відбиття в різних оптичних приладах. Поверхні лінз покривають тонкою плівкою, показник заломлення якої відрізняється від показника заломлення лінзи (ріс.18.4). Падають на лінзу промені, відбиваючись від обох поверхонь плівки, утворюють когерентні промені, з різницею ходу. де d - товщина плівки. Якщо. то хвилі гасять один одного:. тобто .
При такій товщині плівки дається приладом зображення стає яскравішим, «прояснюється». Звідси і назва «просвітлення оптики». На лінзи при звичайних умовах падає біле світло. Співвідношення виконується не для всіх довжин хвиль. Найбільш повне гасіння виконується для хвиль середньої частини спектра (зелений колір). Для червоних і фіолетових променів ослаблення незначно. Тому об'єктиви з просвітленої оптикою в відбитому світлі мають лілово-бузковий відтінок.