Cтраница 1
Цвет тонких пленок обусловлен явлениями интерференции света, падающего на пленку и отражающегося как от верхней, так и от нижней поверхности пленок; благодаря различной скорости прохождения света в воздухе и в пленке вследствие интерференции света отраженный луч может усиливаться или затухать. Когда на пленку падает сложный белый световой луч, часть окрашенных лучей, составляющих белый луч, усиливается, другая часть затухает, в результате чего пленка получает в зависимости от ее толщины тот или иной цвет. [1]
Цвета тонких пленок ( например, пленки нефти на воде) и цвета радуги имеют совершенно различные оттенки. [2]
Описанные в § 66 явления цветов тонких пленок представляют собой один из наиболее распространенных и легко наблюдаемых случаев интерференции света. [3]
Английский ученый Томас Юнг первым пришел к гениальной мысли о возможности объяснения цветов тонких пленок сложением волн 1 и 2 ( рис. 176) 2, одна из которых отражается от наружной поверхности пленки, а вторая - от внутренней. При этом происходит интерференция световых волн - сложение двух волн, вследствие которого наблюдается устойчивая во времени картина t усиления или ослабления результирующих световых колебаний в различных точках пространства. Результат интерференции ( усиление или ослабление результирующих колебаний) зависит от угла падения света на пленку, ее толщины и длины волны. [4]
Цвета радуги являются чистыми спектральными цветами ( см. задачу 844), так как по данному направлению виден лишь луч вполне определенной длины волны, Цвета тонких пленок, наоборот, получаются из-за гашения ( полного или частичного) лучей некоторого спектрального интервала в результате интерференции. [5]
Описанные в § 66 явления цветов тонких пленок представляют собой один из наиболее распространенных и легко наблюдаемых случаев интерференции света. [6]
Описанные в § 66 явления цветов тонких пленок представляют собой один из наиболее распространенных и легко наблюдаемых случаев и н-терференции света. [7]
Инфракрасное изображение, спроектированное на эту пленку, создает благодаря неравномерности испарения масла микрорельеф. При освещении этого микрорельефа возникает интерференционная картина ( в цветах тонких пленок), воспроизводящая наблюдаемый объект. [8]
Если наблюдение ведется в монохроматическом свете, то интерференционная картина представляет собой чередование светлых и темных полос. При наблюдении в белом свете пленка оказывается окрашенной в разные цвета. Подобная окрашенность пленок, обусловленная интерференцией отраженных от поверхностей лучей, носит название цветов тонких пленок. Следует заметить, что при наблюдении в белом свете отклонение от параллельности поверхности пластинки должно быть незначительным. [9]
Ньютон обращал большое внимание на периодичность световых явлений и допускал возможность их волновой интерпретации, но отдавал предпочтение корпускулярной концепции света, считая его потоком частиц, действующих на эфир. Движением световых частиц через эфир переменной плотности и их взаимодействием с материальными телами, по Ньютону, обусловлены преломление и отражение света, цвета тонких пленок, дифракция света и его дисперсия. Именно Ньютон осознал поляризацию как изначальное свойство света, объясняемое оцредел. Гюйгенс полагал, что световое возбуждение есть импульсы упругих колебаний эфира, распространяющиеся с большой, но конечной скоростью. [10]
Одно время высказывались сомнения в том, что цвет побежалости на железе действительно зависит от толщины пленки. Катодная обработка железа с цветами побежалости в разбавленной соляной кислоте дает более однородное уменьшение толщины3 и ожидаемое изменение цветов было в действительности получено; в данном случае уменьшение толщины зависит от катодного восстановления окиси железа до закиси, которая очень быстро растворяется в кислоте; скорость реакции зависит только от силы тока и таким образом легко получить необходимую однородность уменьшения толщины пленки. Следовательно, указанное выше возражение по отношению к интерференционному объяснению цветов тонких пленок устранено. [11]
Но на бесконечности или в фокальной плоскости собирающей линзы полосы наблюдаются и при протяженном источнике. Оказывается, что для достаточно тонкой пластинки или пленки ( поверхности которой не обязательно, должны быть параллельными и вообще плоскими) можно наблюдать интерференционную картину, локализованную вблизи отражающей поверхности. В белом свете интерференционные полосы окрашены. Поэтому такое явление называют цвета тонких пленок. [12]
Теперь вернемся к интерференционной картине, показанной на рис. IV цветной вклейки, и выясним происхождение разноцветных полос, наблюдаемых при падении белого света. Во всех подобных случаях объяснение этих полос одинаково. Необходимо рассмотреть интерференционную картину, которая получилась бы при падении света каждого спектрального цвета в отдельности; затем для каждого узкого участка пленки надо отметить, какие цвета на нем могут и какие не могут наблюдаться, после чего можно предсказать тот сложный цвет, который будет виден в данном месте пленки при падении белого света. Например, если в некотором месте голубой цвет отсутствует, а красный интенсивен, при падении белого света будет виден цвет, сходный с одним из цветов красного конца спектра: с желтым или красным. Если в другом месте могут наблюдаться только голубой и красный цвета, то падение белого света даст в этом месте пурпуровый цвет. Изложенный метод предсказания цвета иллюстрирован на рис. VII цветной вклейки. Там этот метод применен к дифракционным картинам от одной щели при белом освещении, но тот же метод можно применять ко всем видам интерференционных картин, в частности к результатам опыта Юнга и к цветам тонких пленок. [13]