Pytania
3.1 Doświadczenie Younga z dwiema szczelinami
W doświadczeniu Younga światło pochodzące z jednego źródła jest na dwóch szczelinach rozdzielane na dwa osobne źródła. Czy podobny obraz interferencyjny może być otrzymany, gdy wykorzystane zostaną dwa niezależne źródła światła, np. przednie światła odległego samochodu? Swoją odpowiedź uzasadnij.
Czy możliwy jest eksperyment, w którym będzie występowała tylko destruktywna interferencja? Swoją odpowiedź uzasadnij.
Dlaczego dwie małe lampy sodowe, znajdujące się blisko siebie, nie mogą służyć do uzyskania obrazu interferencyjnego na odległym ekranie? Co się stanie, gdy lampy sodowe zostaną zamienione na dwa wskaźniki laserowe, również znajdujące się blisko siebie?
3.2 Matematyczny opis interferencji
Załóżmy, że użyjesz tych samych szczelin do przeprowadzenia doświadczenia Younga z dwiema szczelinami w powietrzu, a następnie w wodzie. Czy kąty, pod którymi pojawią się prążki odpowiednich rzędów, będą większe, czy mniejsze? Czy zmieni się kolor światła po przejściu przez szczeliny? Swoją odpowiedź uzasadnij.
Dlaczego w doświadczeniu interferencyjnym z dwiema szczelinami używamy światła monochromatycznego? Co się stanie, gdy zastosujemy światło białe?
3.4 Interferencja w cienkich warstwach
Jaki wpływ ma zwiększenie wartości kąta pomiędzy powierzchniami tworzącymi klin powietrzny (np. pomiędzy dwoma szkiełkami mikroskopowymi) na odległość pomiędzy prążkami interferencyjnymi? Jeśli wartość tego kąta będzie za duża, to prążki nie będą widoczne. Wyjaśnij dlaczego.
Jaka jest różnica dróg optycznych dla promieni, które początkowo są w fazie, a następnie interferują konstruktywnie lub destruktywnie? Jaki wpływ na to może mieć zjawisko odbicia; jaki zjawisko załamania?
Czy nastąpi zmiana fazy dla światła, które ulega odbiciu od soczewki kontaktowej, unoszącej się w oku na cienkiej warstwie filmu łzowego? Współczynnik załamania soczewki wynosi około , natomiast zewnętrzna powierzchnia soczewki jest sucha.
Przy umieszczaniu próbki pomiędzy szkiełkami mikroskopowymi szkiełko nakrywkowe przykrywa kroplę wody umieszczoną na szkiełku podstawowym. Światło padające z góry może się odbić zarówno od górnej, jak i dolnej powierzchni szkiełka nakrywkowego, a także od górnej powierzchni szkiełka podstawowego, znajdującego się pod kroplą wody. Przy odbiciu od których powierzchni światło dozna przesunięcia w fazie?
Odpowiedz na poprzednie pytanie w sytuacji, gdy ciecz pomiędzy dwoma szkiełkami mikroskopowymi będzie dwusiarczkiem węgla.
Kiedy patrzysz na plasterek cienko pokrojonej szynki, na przykład oceniając jej walory odżywcze, możesz zaobserwować różnokolorowe (w kolorach tęczy) refleksy na jej wilgotnej powierzchni. Wyjaśnij, jaka jest przyczyna ich powstawania.
Wynalazca zauważył, że bańka mydlana jest ciemna, kiedy jej ścianki mają najmniejszą grubość, i na tej podstawie wywnioskował, że destruktywna interferencja występuje dla wszystkich długości fali. Jak może on wykorzystać tę wiedzę do skonstruowania skutecznej powłoki antyrefleksyjnej dla soczewek w całym przedziale długości fal światła widzialnego? Jakim ograniczeniom podlegają współczynnik załamania oraz grubość warstwy antyrefleksyjnej? Dlaczego takie rozwiązanie jest niepraktyczne?
Powłoka antyrefleksyjna, jak ta opisana w Przykładzie 3.3, całkowicie redukuje promienie odbite tylko dla jednej długości fali oraz przy założeniu, że światło pada prostopadle na tę powłokę. Jaki rezultat otrzymamy dla innych długości fal i innych wartości kątów padania? Wykonaj obliczenia.
Dlaczego dużo trudniej jest zaobserwować prążki interferencyjne dla światła odbitego od grubej płytki szklanej niż odbitego od cienkiej warstwy? Czy zastosowanie światła monochromatycznego może ułatwić obserwację?
3.5 Interferometr Michelsona
Omów, w jaki sposób interferometr Michelsona może być użyty do pomiaru współczynnika załamania gazu (w tym powietrza).