Интерференция белого света. Шкала интерференционных цветов

При движении призмы Номарского в поляризованном свете (скрещенные анализатор и поляризатор-николи) в плоскости выходного зрачка объектива происходит смена цветов локализованной интерференционной картины.

Белый свет — это сумма световых потоков различной длины волны от 380 до 750 нм. Получающаяся в кристалле (объекте) разность хода для одних длин волн будет равна четному, для других — нечетному числу полуволн. Поэтому волны одной длины (один цвет), входящие в состав белого цвета, при интерференции будут уничтожаться. В результате отношение интенсивностей различных цветов будет иным, чем в белом свете, и объект будет казаться окрашенным.

Каждой разности хода (∆) соответствует некоторая интерференционная окраска-смесь в различных пропорциях всех цветов, входящих в состав белого, кроме тех, которые уничтожаются при данной разнице хода. В скрещенных николях при ∆ = 0 объект будет темным. Очень малые разности хода (∆ < 100 нм) для всех лучей составляют небольшую часть длины световой волны, поэтому ни один цвет не будет погашен полностью, все они будут иметь весьма малую интенсивность, и объект будет казаться серым.

При ∆ ~ 100-150 нм в сером цвете появится слабый синеватый оттенок, так как эта разность хода уже приближается к 0,5λ фиолетовых и синих лучей. При дальнейшем возрастании разности хода 200-250 нм в аналогичных условиях оказываются длины волн зеленых, желтых и отчасти красных лучей; цвет объекта будет приближаться к белому. При этом фиолетовые и синие лучи (λ = 400-500 нм) находятся в условиях наибольшего усиления, так как для них ∆ ~ 0,5Х, но это не скажется на окраске вследствие малой чувствительности глаза.

При ∆ ~300 нм максимально усилены желтые лучи (λ = 600 нм). Интерференционная окраска будет желтой. ∆ = 530 нм приблизительно равна (3/2) λ фиолетового цвета; 1λ зеленого и (2/3) λ красного. Условия интерференции наиболее благоприятны для фиолетовых лучей, несколько менее — для красных, и неблагоприятны — для зеленых и желтых. Глаз более чувствителен к красным, чем к фиолетовым лучам. Будет видна красная окраска с фиолетовым оттенком и т. д.

Цвета, при повышении разности хода периодически повторяются. Шкала разбивается на порядки, граница между которыми проводится по фиолетовому цвету. В табл. 17.1 представлены цвета, входящие в 1-ый и 2-ой порядок.

В 1-ом порядке имеются отсутствующие в других порядках серый и белый цвета; но в нем нет синего и зеленого. Лучи, для которых ∆ = nλ, в скрещенных николях уничтожаются, а в параллельных — интерферируются с усилением. Те же лучи, для которых ∆ = nλ + 0,5 λ, в скрещенных николях усиливаются, в параллельных — ослабляются.

Таблица 17.1

Для каждой разности хода (∆) цвета интерференции в скрещенных и параллельных николях являются дополнительными друг к другу до белого цвета. Последовательность цветов в параллельных николях та же, что и в скрещенных. Отличия состоят лишь в том, что шкала цветов в параллельных николях сдвинута на ½ порядка по сравнению со шкалой в скрещенных николях.

Фиолетовый цвет появляется в середине 1-го порядка. Серые и белые окраски заменены желтыми и бурыми. Все порядки, кроме 1-го, состоят из желтого, красного, фиолетового, синего и зеленого цветов.

Чтобы наблюдать цвета интерференции в параллельных николях необходимо:

♦ поставить кристалл на погасание (в скрещенных николях);

♦ повернуть его ровно на 45°;

♦ повернуть один из николей на 90°.

Другой способ: медленно поворачивая столик при параллельных николях, найти положение кристалла, в котором его интерференционная окраска кажется наиболее сочной.