25.1 (а) Чем объясняется, что прозрачные пленки с оптической толщиной в четверть длины волны, нанесенные на поверхность стекла, в одних случаях увеличивают коэффициент отражения стекла, а в других случаях уменьшают его?
Для устранения отраженного света на поверхность стекла наносится тонкая пленка с показателем преломления иным, чем у стекла. Толщина пленки подбирается так, чтобы отраженные от обеих ее поверхностей лучи погашали друг друга:
25.1 (б). Что понимают под разрешающей способностью оптических приборов? Чему равна разрешающая способность дифракционной решетки?
Вследствие
дифракции света в оптическом приборе изображение светящейся точки
имеет вид не точки, а светлого пятна, окруженного системой
концентрических интерференционных колец. Это явление ограничивает
разрешающую способность оптического прибора, т.е. его способность
давать раздельное изображение двух близких друг к другу точек
объекта.
Согласно критерию Рэлея, изображения двух одинаковых точечных
источников света еще можно видеть раздельно, если центральный
максимум дифракционной картины от одного источника совпадает с первым
минимумом дифракционной картины от другого. В этом случае угловое
расстояние
1,22/D,
где D
- диаметр объектива.
Разрешающая способность дифракционной решётки определяется безразмерной величиной
,
где
-
минимальная разность длин волн спектральных составляющих источника
излучения, при которых эти составляющие ещё воспринимаются раздельно.
Критерий
раздельного восприятия различных спектральных составляющих источника
излучения
был
предложен Рэлеем. В соответствии с этим критерием, два дифракционных
максимума воспринимаются раздельно, если середина одного максимума
совпадает с краем (минимумом) другого.
Такому
взаимному расположению разрешаемых максимумов одинаковой
интенсивностей соответствует пресечение их распределений на уроне
половины от максимального значения (см. рис.).
Выражение
определяющее разрешающую способность дифракционной решётки:
Из этой формулы следует, что разрешающая способность дифракционной
решётки тем, больше, чем больше число щелей
и
чем больше порядок дифракционного максимума
,
который используется для разрешения спектральных компонент.
Физическая причина такой зависимости разрешающей способности от N
и
m
очевидна
ввиду того, что при увеличении N
сужаются дифракционные максимумы, а при увеличении m
увеличивается
угловая дисперсия дифракционной решётки, благодаря чему облегчается
раздельное восприятие разрешаемых спектральных компонент
25.1 (в). Как зависит показатель преломления для обыкновенной и необыкновенной волны от направления распространения света в оптическианизотропном одноосном кристалле?
В
одноосном кристалле один из лучей о
(обыкновенный
луч)
подчиняется обычным законам преломления. Второй луч е
не лежит в плоскости падения и не подчиняется закону
Снеллиуса (необыкновенный луч)
- при нормальном падении луча на поверхность пластинки угол преломления re зависит от ориентации оптической оси по отношению к поверхности пластинки;
- re равен нулю только, если ось перпендикулярна поверхности пластинки, либо параллельна поверхности.
В
двуосном кристалле оба луча ведут себя как необыкновенные. В
одноосном кристалле скорость обыкновенного луча vо
численно одинакова по
всем направлениям
,
где no
– показатель преломления для обыкновенного луча.
Скорость
необыкновенного луча численно равна
,где
nе
– показатель преломления для необыкновенного луча.
Значение nе
зависит от направления необыкновенного луча по отношению к оптической
оси кристалла.
25.1 (г). Возможно ли наблюдение интерференционных полос равного наклона в плоскопараллельной стеклянной пластине, толщиной 2 см? Если да, то при каких условиях, если нет , то почему?