Каково отличие интерференционных картин, полученных в отражённом и проходящем свете?

Интерференционные картины, полученные в отражённом и проходящем свете, отличаются главным образом расположением светлых и тёмных полос. Это связано с тем, что при отражении света от границы раздела сред возникает дополнительная разность фаз, которой нет (или она имеет другое значение) при прохождении света через объект.

При наблюдении в проходящем свете интерференционная картина определяется разностью хода двух или нескольких световых волн, прошедших через тонкую плёнку или другой оптический элемент. Условия для максимумов и минимумов имеют обычный вид:

• светлые полосы появляются там, где волны усиливают друг друга;

• тёмные полосы возникают там, где волны гасят друг друга.

При наблюдении в отражённом свете одна из отражённых волн при отражении от оптически более плотной среды получает дополнительный сдвиг фазы на половину длины волны (π). Поэтому условия интерференции меняются местами:

• места, которые в проходящем свете были светлыми, в отражённом становятся тёмными;

• места, которые были тёмными, становятся светлыми.

Таким образом, интерференционные картины в отражённом и проходящем свете являются дополнительными (комплементарными): если в одном случае наблюдается максимум интенсивности, то в другом — минимум.

Например, для тонкой плёнки в проходящем свете центральная область может быть светлой, а в отражённом свете при тех же условиях — тёмной. Это особенно хорошо видно в опытах с мыльными плёнками или кольцами Ньютона.

Ещё одно отличие состоит в интенсивности: в отражённом свете обычно наблюдается меньшая яркость, так как отражается только часть падающего излучения, тогда как в проходящем свете может проходить большая часть света. Однако контраст полос в отражённом свете часто выше, поскольку слабый отражённый фон делает чередование максимумов и минимумов более заметным.

Итак, главное отличие: в отражённом свете интерференционная картина сдвинута относительно картины в проходящем свете на половину периода (светлые и тёмные полосы меняются местами) из-за изменения фазы при отражении света.