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?