Полосы равного наклона

Полосы равного наклона, система чередующихся светлых и тёмных полос, наблюдаемая при освещении прозрачного слоя постоянной толщины (плоскопараллельной пластинки) расходящимся или сходящимся пучком монохроматического света либо непараллельным пучком лучей более сложного строения, причём каждая полоса проходит через те точки слоя, на которые лучи света падают под одним и тем же углом j (под одинаковым наклоном, откуда название «П. р. н. »). П. р. н. часто относят к эффектам оптики тонких слоев, хотя они возникают и в пластинках сравнительно немалой толщины. Появление П. р. н. обусловлено интерференцией света, отражённого от передней и задней границ пластинки (П. р. н. в отражённом свете), либо света, прошедшего через пластинку без отражения, со светом, дважды отражённым поверхностями пластинки (П. р. н. в проходящем свете). Если отражения коэффициенты r границ слоя (пластины) велики, то П. р. н. могут быть очень резки. Интерференция становится возможной вследствие когерентности лучей, проходящих различные пути и приобретающих вследствие этого разность хода. В результате интерференции максимум или минимум освещённости в отражённом свете (соответственно светлая или тёмная полоса) будет наблюдаться (рис.) при условии, что разность хода между двумя когерентными пучками лучей равна целому или полуцелому числу длин волн, т. е.

2nhcosy + l/2 = k l/2

(n — преломления показатель вещества пластинки; h — её толщина; l — длина волны света; y — угол преломления лучей; k — целое число, чётное значение которого соответствует максимумам, а нечётное — минимумам освещённости). Дополнительный член l/2 в выражении для разности хода учитывает сдвиг фаз при отражении от оптически более плотной среды (см. Отражение света). Поскольку угол преломления y однозначно связан с углом падения j, все лучи с одинаковым j приобретают одну и ту же разность хода. Т. о., интерференционные максимумы и минимумы возникают в направлениях одинакового наклона отражённых лучей.

  Поскольку приобретающие одинаковую разность хода лучи (например, возникающие при расщеплении лучей S, S₁) идут от пластинки параллельно, П. р. н., образующиеся при «пересечении» этих лучей, локализованы в бесконечности и для их наблюдения нужно собрать интерферирующие лучи с помощью линзы на экран или фотопластинку (или аккомодировать глаз на бесконечность, см.(смотри) Аккомодация глаза). П. р. н. можно наблюдать при сколь угодно протяжённом источнике света. Для сходящихся и расходящихся освещающих пучков П. р. н. в фокальной плоскости собирающей линзы L — окружности или эллипсы. Изменение длины волны падающего света на Dl вызывает смещение П. р. н., легко регистрируемое при значит. h и r. Этим широко пользуются в спектральных исследованиях с помощью интерферометров Фабри — Перо, Жамена и др. (см. Интерферометр); в спектральных приборах П. р. н. служат для изучения сложного строения спектральных линий. Для наблюдения П. р. н. при больших h нужно предварительно выделить из облучающего света небольшой спектральный интервал (монохроматизировать свет), иначе П. р. н. для разных (налагаются друг на друга и интерференционная картина становится ненаблюдаемой. П. р. н. используют также для особо точного контроля плоско-параллельности прозрачных пластинок (особенно стеклянных).

  Лит.: Ландсберг Г. С., Оптика, 4 изд., М., 1957 (Общий курс физики, т. 3), Калитеевский Н. И., Волновая оптика, М., 1971; Борн М., Вольф Э., Основы оптики, пер.(перевод) с англ.(английский), 2 изд., М., 1973; Просветление оптики, под ред. И. В. Гребенщикова, М.—Л., 1946; Шишловский А. А., Прикладная физическая оптика, М., 1961.

  Л. Н. Капорский.

Полосы равного наклона образуются на экране Э или светочувствительном слое в результате собирания линзой L параллельных лучей, отражённых от плоско-параллельной пластинки. В одной точке экрана (О) собираются все лучи, упавшие на пластинку в плоскости рисунка под углом j (например, пары лучей, возникающие при «расщеплении» лучей S и S₁ ). Лучи, падающие под другим углом (показан лишь один из них — луч S'), будут пересекаться в фокальной плоскости линзы (на экране) в другой точке — О'.