光程薄膜干涉

1、第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué)11-3 11-3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版1一一 光程光程光在真空中的速度光在真空中的速度001c光在介質(zhì)中的速度光在介質(zhì)中的速度1uncu1uc真空中的波長(zhǎng)真空中的波長(zhǎng)介質(zhì)的折射率介質(zhì)的折射率n介質(zhì)中的波長(zhǎng)介質(zhì)中的波長(zhǎng)第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué)11-3 11-3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版2)(2cos1101rTtEE)(2cos2202rTtEE*1sP1r*2s2rn第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué)11-3 11-3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版3 波程差波程差 12rrr 相位差相位差 )(

2、2)(212rTtrTt*1sP1r*2s2rnn介質(zhì)中的波長(zhǎng)介質(zhì)中的波長(zhǎng)第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué)11-3 11-3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版4)(212rr)(212rnr 物理意義物理意義：光程就是光在媒光程就是光在媒質(zhì)中通過(guò)的幾何路程按相位差相質(zhì)中通過(guò)的幾何路程按相位差相等折合到真空中的路程等折合到真空中的路程.nrr*1sP1r*2s2rn ( (1) )光程光程: 媒質(zhì)折射率與光的幾何路程之積媒質(zhì)折射率與光的幾何路程之積 =nr第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué)11-3 11-3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版5( (2) )光程差光程差 (兩

3、光程之差兩光程之差)12rnr光程差光程差*1sP1r*2s2rn2 相位差相位差第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué)11-3 11-3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版6 干涉干涉加強(qiáng)加強(qiáng),2, 1 ,0,kk,2,1 ,02,kk 干涉干涉減弱減弱, 2 , 1 , 0,2) 12(kk,2, 1 ,0, )12(kk第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué)11-3 11-3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版7FABo二二 透鏡不引起附加的光程差透鏡不引起附加的光程差FAB焦平面焦平面第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué)11-3 11-3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉物理學(xué)物理學(xué)第五版第五

4、版8P1n1n2n1M2MdL三三 薄膜干涉薄膜干涉ADCD12sinsinnni12nn iDC34E5A1B2第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué)11-3 11-3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版9ADnBCABn1232)(cosdBCABidsintan22P1n1n2n1M2MdLiDC34E5A1B212nn iACADsin第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué)11-3 11-3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版102cos22sin1cos222232dnnd2sin222122rinnd 反反射光的光程差射光的光程差rk加加 強(qiáng)強(qiáng)), 2, 1(k2) 12(

5、k減減 弱弱),2, 1 ,0(kP1n1n2n1M2MdLiDC34E5A1B212nn 第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué)11-3 11-3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版11innd22122tsin2 透透射光的光程差射光的光程差注意：注意：透射光和反透射光和反射光干涉具有互補(bǔ)射光干涉具有互補(bǔ) 性性 ，符合能量守恒，符合能量守恒定律定律.根據(jù)具體根據(jù)具體情況而定情況而定2/sin222122rinndP1n1n2n1M2MdLiDC34E5A1B212nn 第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué)11-3 11-3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版12 當(dāng)光線垂直入射時(shí)

6、當(dāng)光線垂直入射時(shí)0i222rdn2r2dn 1n1n2n1n3n2n12nn 當(dāng)當(dāng) 時(shí)時(shí)123nnn當(dāng)當(dāng) 時(shí)時(shí)第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué)11-3 11-3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版13 例例 一油輪漏出的油一油輪漏出的油(折射率折射率n1=1.20)污污染了某海域染了某海域, , 在海水在海水(n2=1.30)表面形成一層表面形成一層薄薄的油污薄薄的油污. ( (1) )如果太陽(yáng)正位于海域上空，一直升飛如果太陽(yáng)正位于海域上空，一直升飛機(jī)的駕駛員從機(jī)上向正下方觀察，他所正對(duì)機(jī)的駕駛員從機(jī)上向正下方觀察，他所正對(duì)的油層厚度為的油層厚度為460nm, ,則他將觀察到油層呈什

7、則他將觀察到油層呈什么顏色么顏色? ( (2) )如果一潛水員潛入該區(qū)域水下，并向如果一潛水員潛入該區(qū)域水下，并向正上方觀察，又將看到油層呈什么顏色？正上方觀察，又將看到油層呈什么顏色？第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué)11-3 11-3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版14解解 ( (1) )kdn1r2, 2 , 1,21kkdnnm11042, 11dnknm552, 21dnknm36832, 31dnk綠色綠色已知已知n1=1.20n2=1.30d=460nm第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué)11-3 11-3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版15nm22082/112, 11dnk ( (2) )透射光的光程差透射光的光程差2/21tdnnm4 .3152/142, 41dnknm7362/122, 21dnk紅光紅光nm6 .4412/132, 31dnk紫光紫光紫紅色紫紅色第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué)11-3 11-3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版16 增透膜和增反膜增透膜和增反膜利用薄膜干涉可以提高光學(xué)器件利用薄膜干涉可以提高光學(xué)器件的透光率的透光率 .第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué)11-3 11-3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版1723d1n2n玻璃玻璃23nn 2min4nddnm6 .990k取取