11.1.(а).Что такое «просветление оптики»?

Применение тонкослойных пленок для ослабления френелевского отражения называется просветлением оптики. Принцип действия просветляющих покрытий основан на явлении интерференции. На поверхность оптической детали наносят тонкую пленку, показатель преломления которой меньше показателя преломления стекла .

Луч, отраженный от поверхности пленки, и луч, отраженный от границы пленка-стекло, когерентны. Чтобы при интерференции они погасили бы друг друга, усиливая, таким образом, проходящий свет, необходимо выполнение следующих условий:
и

11.1.(б).Что такое зоны Френеля и как они выбираются?

Зоны Френеля, участки, на которые разбивают волновую поверхность при рассмотрении дифракции волн (Гюйгенса—Френеля принцип). Зона Френеля – участок волнового фронта, границы которого отстоят от точки наблюдения на расстояниях и .

Зоны Френеля выбираются так, чтобы удаление каждой следующей зоны от точки наблюдения было на половину длины волны больше, чем удаление предыдущей зоны от той же точки. Если смотреть на волновую поверхность из точки P, то границы зон Френеля будут представлять собой концентрические окружности.

Зоны Френеля имеют следующие особенности:

1. При не слишком больших значениях m площади зон Френеля примерно одинаковы и равны площади центральной зоны. , где - радиус волновой поверхности.

2. Зоны Френеля являются элементами волнового фронта, а так как разность хода лучей от двух соседних зон отличается на , то эти лучи придут в точку Р в противофазе и, следовательно, будут гасить друг друга, т.е. амплитуда результирующего колебания, вызванного совместным действием двух соседних зон будет равна разности амплитуд колебаний, возбуждаемых в точке В волнами, идущими от каждой зоны в отдельности.

Радиус зоны Френеля: , если положить, что , то для радиуса центральной зоны. . Радиусы остальных зон возрастают как .

11.1.(в).Что такое поляроиды? Их назначение и принцип действия.

Поляроид, поляризационный светофильтр, один из основных типов оптических линейных поляризаторов; представляет собой тонкую поляризационную плёнку, заклеенную для защиты от механических повреждений и действия влаги между двумя прозрачными пластинками (плёнками). Поляроид изготавливается из вещества, обладающего свойством дихроизма – способностью неодинаково поглощать волны разной поляризации. Поляроиды, преобразуют неполяризованный свет в линейно поляризованный, т.к. пропускают свет только одного направления поляризации. Это свойство широко используется для ослабления интенсивности света в солнцезащитных очках, в автомобильных фарах, в фотографии для устранения бликов и т.п. Важные преимущества поляроидов — компактность, большие рабочие апертуры (максимальные углы раствора сходящегося или расходящегося падающего пучка, при которых прошедший свет ещё поляризован полностью) и практически полное отсутствие ограничений в размере.

11.1.(г) Чем объясняется явление вращения плоскости поляризации оптически активными веществами?.

Оптически активные вещества обладают способностью вызывать вращение плоскости поляризации проходящего через них плоско поляризованного света. Это кристаллические тела (кварц, киноварь), чистые жидкости (скипидар, никотин), растворы оптически активных веществ в неактивных растворителях (водные растворы сахара, винной кислоты…). Оптически активные вещества в за­висимости от направления вращения плоскости поляризации разделяются на право- и левовращающие. В первом слу­чае плоскость поляризации, если смотреть навстречу лучу, вращается вправо (по часовой стрелке), во втором — влево. Вращение плос­кости поляризации объяснено О. Френелем. Согласно теории Френеля ско­рость распространения света в оптически активных веществах различна для лу­чей, поляризованных по кругу вправо и влево. Молекулы

оптически активных веществ не имеют центра и плоскости симметрии. Молекулы таких веществ могут существовать в виде двух зеркально симметричных изомерных форм – оптических изомеров. Один из оптических изомеров вращает плоскость поляризации вправо, другой – влево. Вещество в целом будет вращать плоскость поляризации света, в том случае, если концентрации оптических изомеров различны.

В случае химически чистого вещества угол поворота плоскости поляризации пропорционален толщине слоя l:

, где - постоянная вращения (она характеризует природу вещества и зависит от длины волны и температуры). Для растворов угол поворота плоскости поляризации пропорционален толщине слоя раствора и молярной концентрации С оптически активного вещества: , где - удельная постоянная вращения.