Seltsame Interferenz unter monochromatischem Licht

Tut mir leid für mein schlechtes Englisch. Meine Muttersprache ist Französisch.

Es ist möglich, dass Sie Quetelet-Streifen oder Newton-Diffusionsringe gesehen haben. Sie sind in diesem Link beschrieben: Quetelet-Ringe mit einem weiteren interessanten Link.

Im Allgemeinen treten in der physikalischen Optik die Streifen nur bei gut bearbeiteten Objektträgern unter bestimmten Lichtverhältnissen auf. Während diese Streifen bei dicken Objektträgern jeder Art von Glas beobachtet werden können. Sie sind in alten optischen Büchern gut beschrieben und Tau auf dem Glas hilft, sie zu sehen, daher das Interesse eines Badezimmers!

Sie werden auch in dem Buch von Craig F. Bohren beschrieben: „What Light Through Yonder Window Breaks“ Kapitel 2: Interferenzmuster an Garagentorfenstern“.

Ich kann es nicht besser machen, als es zu zitieren:

Ein Teilchen auf einem durch einen Strahl beleuchteten Fenster wird zur Rückseite des Fensters gestreut, und ein Teil dieses gestreuten Lichts wird zum Betrachter reflektiert. Aber Licht von dem einfallenden Strahl wird auch von der Rückseite reflektiert und beleuchtet das Teilchen, das einen Teil dieses reflektierten Lichts zum Beobachter streut. Interferenz zwischen diesen beiden Strahlen mit unterschiedlichen Vorgeschichten – gestreut durch das Teilchen, dann reflektiert durch das Glas; oder vom Glas reflektiert, dann von den Partikeln gestreut – das ist der Ursprung der schönen farbigen Fransen, die ich sah.

Möglicherweise sehen Sie eine Airy-Disk. Ich würde jedoch eher Ringe um die Lichtquelle als um das Spiegelbild Ihrer Augen erwarten. Könnte es sein, dass das direkte Licht Ihre Augen nicht erreicht, sondern verdeckt wird?

Natriumlicht kommt von zwei sehr engen, schmalen Übergängen des Natriumdimers Na$_2$. Es ist stark monochromatisch, viel mehr als das von Ihnen erwähnte rote Licht. Ich nehme an, Sie hätten dies angegeben, wenn das von einem Laser stammt.

Die Pupille Ihres Auges hat eine endliche Öffnung von etwa 5 mm. Dies ist das 1/8500-fache der Wellenlänge, sodass das erste Interferenzminimum bei 0,04 Grad erwartet wird. Das ist etwa ein Zehntel des Winkeldurchmessers des Mondes, also sollte es deutlich wahrnehmbar sein.

Es ist möglich, dass Sie beim Fotografieren eine viel größere Blende verwenden, sodass die Ringe viel näher sind.

Diese Analyse geht von einer kleinen punktförmigen Lichtquelle aus.

Es wäre interessant, den Radius des Rings zu kennen.

Hier ist eine Idee.

Vermutlich haben Sie direkt in den Spiegel geschaut, sagen wir aus der Ferne$d$.

Wenn es eine konstruktive Interferenz zwischen den beiden von Ihnen erwähnten Wellenlängen gab, wenn$n$Wellenlängen des längerwelligen Lichts, das in die Entfernung passt$d$Und$n+1$für die andere Wellenlänge dann

$$\frac{d}{\lambda_1} = n$$

$$\frac{d}{\lambda_2} = n+1$$

So

$$\frac{d}{\lambda_2} - \frac{d}{\lambda_1} = 1$$

$$d = \frac{\lambda_1\lambda_2}{\lambda_1 - \lambda_2}$$

etwa 0,58 mm

Dieser Abstand ist der kleinste Abstand, bei dem die verschiedenen Wellenlängen konstruktiv interferieren.

Es wird jedoch für jeden Abstand passieren, der ein Vielfaches von 0,58 mm ist

Wenn es für die Geradeausdistanz passiert, von Ihrem Auge zum Spiegel - machen Sie einen Satz von Pythagoras für ein rechtwinkliges Dreieck von Auge zu Spiegel ($EM$) und Abstand$r$entlang des Spiegels im rechten Winkel zu$EM$, können wir eine andere Entfernung finden, in der die konstruktive Interferenz stattfindet.

Nehmen$EM$als 1 Meter

$$1^2+ r^2 = 1.00058^2$$

Ein Radius von 3,4 cm

Es ist möglich, dass die Ringe mit einem Radius von etwa 3,4 cm auftreten, die dunklen Ringe wären zwischen den hellen Ringen, wo der Gangunterschied eine halbe Wellenlänge beträgt.

---

Aktualisieren Sie, um die Radien für die ersten 10 Maxima einzuschließen:

Verwenden$d^2+ r^2 = (d + 0.00058n)^2$, Wo$n$ist die maximale Zahl und$d$ist Distanz$EM$, jetzt 0,5 Meter

$r$ist circa

$$\sqrt{2dn \times 0.00058}$$ oder $$\sqrt{5.8n}$$ cm.

Die Radien bis zur Mitte jedes hellen Streifens sind

$$\begin{array}{r|r} n & \text{ radius (mm)}\\ \hline 1 & 24 \\ 2 & 34\\ 3 & 42\\ 4 & 48\\ 5 & 54\\ 6 & 59\\ 7 & 64\\ 8 & 68\\ 9 & 72\\ 10 & 76 \end{array}$$