ทัศนศาสตร์กายภาพ การแทรกสอด (Interference / superposition) การเลี้ยวเบนและแทรกสอดผ่านช่องเปิดคู่ การเลี้ยวเบนและแทรกสอดผ่านช่องเปิดเดี่ยว การสะท้อนกลับเฟส แสงโพลาไรส์ 01420118 ฟิสิกส์เบื้องต้น II 2/2556 ภุชงค์ กิจอำนาจสุข http://pirun.ku.ac.th/~fscipuki/118

หลักการแทรกสอด (การซ้อนทับ) สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กที่มาจากแหล่งกำเนิดที่ต่างกัน จำนวนอย่างน้อย 2 จุด จะสามารถรวมกันได้แบบเวกเตอร์ เรียกการรวมกันแบบนี้ว่า การซ้อนทับได้ (superposition principle) ดังนั้นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากแหล่งกำเนิดต่างกัน สามารถรวมแบบ เสริมกัน (constructive interference) หรือ หักล้างกัน (destructive interference) แทรกสอดแบบเสริมกัน แทรกสอดแบบหักล้างกัน 01420118 ฟิสิกส์พื้นฐาน II - ทัศนศาสตร์กายภาพ

การแทรกสอดผ่านช่องเปิดคู่ แสงเอกรงค์ (ความยาวคลื่นเดียว) ผ่านช่องเปิดคู่ มุมที่เกิดแถบสว่างบนฉากคำนวณจากสมการ 𝒅 sin 𝜽 =𝒎𝝀 เมื่อ m คืออันดับการเกิดแถบสว่างบนฉาก d ระยะระหว่างช่องเปิด 𝝀 ความยาวคลื่นแสง 𝜽 มุมจากแนวกลางระหว่างช่องเปิด ซึ่งสัมพันธ์กับสมการ tan 𝜽 =𝒚/𝑳 เมื่อ 𝒚 คือระยะบนฉากจากตำแหน่งแถบสว่างกลาง และ L คือระยะจากช่องเปิดถึงฉาก 01420118 ฟิสิกส์พื้นฐาน II - ทัศนศาสตร์กายภาพ

01420118 ฟิสิกส์พื้นฐาน II - ทัศนศาสตร์กายภาพ ตัวอย่าง ฉากอยู่ที่ระยะ 3.0m จากช่องเปิดคู่ซึ่งมีระยะระหว่างช่องเปิด 15nm แสงเอกรงค์ความยาวคลื่น 4000nm ระยะห่างจากแถบสว่างอันดับที่ m=1 กับแถบสว่างกลางมีค่าเท่าใด 1. คำนวณหามุมของแถบสว่างอันดับที่ 1 จากสมการ 𝑚𝜆=𝑑 sin 𝜃 => 1 4.0× 10 −6 m = 1.5× 10 −8 m sin 𝜃 2. คำนวณระยะแถบสว่างบนฉากสมการ 𝑦/𝐿= tan 𝜃 โดยการประมาณ sin 𝜃 ≈ tan 𝜃 𝑦 = 3.0m 4.0× 10 −6 m 1.5× 10 −8 m 1 =8.0× 10 −2 m 01420118 ฟิสิกส์พื้นฐาน II - ทัศนศาสตร์กายภาพ

01420118 ฟิสิกส์พื้นฐาน II - ทัศนศาสตร์กายภาพ คำถาม ฉากอยู่ที่ระยะ 3.0m จากช่องเปิดคู่ซึ่งมีระยะระหว่างช่องเปิด 15nm แสงเอกรงค์ความยาวคลื่น 4000nm ระยะห่างจากแถบสว่างอันดับที่ m=2 กับแถบสว่างอันดับที่ m=1 มีค่าเท่าใด 01420118 ฟิสิกส์พื้นฐาน II - ทัศนศาสตร์กายภาพ

การสะท้อนกลับเฟสและการแทรกสอดผ่านฟิลม์บาง กรณีฟิลม์บางความหนา t แสงที่สะท้อนจากผิวบนและล่างจะมีความแตกต่างของทางเดินแสงเท่ากับ 2𝑡 ซึ่งทำให้เกิดการแทรกสอดแบบเสริมกันที่ผิวด้านบนของฟิลม์สามารถคำนวณได้ดังสมการ a) 2𝑡= 𝑛+ 1 2 𝜆 𝑓𝑖𝑙𝑚 หรือ b) 2𝑡=𝑛 𝜆 𝑓𝑖𝑙𝑚 ความยาวในฟิลม์แปรตามดรรชนีหักเหแสงมีค่าดังสมการ 𝜆 𝑓𝑖𝑙𝑚 = 𝜆 𝑣𝑎𝑐 𝑛 (**) แสงเมื่อสะท้อนจากผิวที่มีดรรชนีหักเหมากกว่า จะเกิดการกลับเฟส 180 องศา ซึ่งเฟสของแสง 180 องศา สัมพันธ์กับครึ่งความยาวคลื่น 𝜆/2 ตัวอย่างฟองสบู่ในอากาศจะเกิดการสะท้อนกลับเฟส 180 องศาที่ผิวบนเท่านั้น ใช้สมการ a) เพื่อหาเงื่อนไขการแทรกสอดเสริมกันที่ผิวบน ตัวอย่างกรณึฟิลม์บนแก้วจะเกิดการกลับเฟสทั้งสองผิวสะท้อน film lfilm t 01420118 ฟิสิกส์พื้นฐาน II - ทัศนศาสตร์กายภาพ

ตัวอย่างการสะท้อนจากฟิลม์บาง ฟิลม์ฟองสบู่ล้อมรอบด้วยอากาศ เงื่อนไขการแทรกสอดแบบหักล้างกัน 𝟐𝒕=𝒎 𝝀 𝒔𝒐𝒂𝒑 เงื่อนไขการแทรกสอดแบบเสริมกัน 𝟐𝒕= 𝒎+ 𝟏 𝟐 𝝀 𝒔𝒐𝒂𝒑 คำอธิบาย การกลับเฟส ½l ที่ผิวบนจาก อากาศ-สบู่ ไม่มีการกลับเฟสที่ผิว สบู่-อากาศ 𝝀 𝒔𝒐𝒂𝒑 = 𝝀 𝒏 𝒔𝒐𝒂𝒑 n d 01420118 ฟิสิกส์พื้นฐาน II - ทัศนศาสตร์กายภาพ