Що спричиняє видимість концентричних темних і світлих коліс при відбитті світла від поверхні плоского скла

При відбитті світла від поверхні плоского скла, на яке покладено випуклу лінзу з великим радіусом кривизни, спостерігається видимість концентричних темних і світлих коліс. Це явище називається інтерференцією.

Інтерференція - це явище, що виникає при накладанні двох або більше хвиль, які рухаються в однаковому напрямку. При цьому внаслідок взаємодії хвиль в окремих точках простору спостерігається інтерференційна картинка, яку можна описати за допомогою концентричних коліс.

У даному випадку, коли світло відбивається від поверхні скла, виникають два джерела хвиль: одне - внаслідок відбиття від передньої границі скла, інше - внаслідок відбиття від задньої границі скла. Ці дві хвилі накладаються одна на одну, утворюючи інтерференційні кола.

Розміри коліс залежать від законів інтерференції. Якщо товщина скла та радіус кривизни лінзи задаються певними значеннями, то відбувається зсув фаз між двома хвилями, що дає можливість спостерігати темні і світлі кола.

Концентричні темні кола відповідають деструктивній інтерференції, коли фази хвиль зсуваються на \( \pi \) радіан. У цих місцях інтенсивність світла нульова.

Світлі кола відповідають конструктивній інтерференції, коли фази хвиль зсуваються на \( 2\pi \) радіан. У таких місцях інтенсивність світла максимальна.

Отже, видимість концентричних темних і світлих коліс при відбитті світла від поверхні плоского скла, на яке покладено випуклу лінзу з великим радіусом кривизни, зумовлена інтерференцією хвиль, що відбиваються від передньої та задньої поверхонь лінзи. Інтерференційні кола утворюються через зсув фаз між цими хвилями, що призводить до появи темних і світлих зон у спостережуваній області.

Математично, положення темних коліс можна описати приблизно за формулою:

\[r_m = \sqrt{m \cdot \lambda \cdot R} \]

де \(r_m\) - радіус \(m\)-го темного кола, \(\lambda\) - довжина хвилі світла, \(R\) - радіус кривизни лінзи.

Таким чином, дане явище можна пояснити на основі ідеї інтерференції хвиль, а також за допомогою математичних формул і залежностей.