Условие
13.1.11. Если между точечным источником и экраном поместить трубу с гладкой внутренней поверхностью, то на экране возникнет система концентрических колец. Объясните причину их возникновения.
Решение
Появление системы концентрических колец объясняется законами геометрической оптики (многократным отражением), а не интерференцией.
Свет от точечного источника распространяется во все стороны. Часть лучей проходит сквозь трубу напрямую, освещая центральное пятно на экране. Остальные лучи падают на гладкие внутренние стенки трубы под разными углами и испытывают отражения.
Благодаря цилиндрической симметрии трубы, группа лучей, испытавшая ровно одно отражение от стенок (
Лучи, падающие на стенки под чуть большими углами, испытают внутри трубы ровно два отражения (
Поскольку количество отражений луча от стенок трубы может принимать только целые дискретные значения (
(Подробнее об этом оптическом явлении: Reflections in a Polished Tube
Ответ
Кольца возникают из-за многократного отражения света от цилиндрических стенок трубы. Каждое кольцо формируется пучком лучей, испытавших строго определенное целое число отражений (