大學(xué)物理-4薄膜干涉1ppt課件

1、11 - 4 薄膜干涉（薄膜干涉（1）第十一章第十一章 波動光學(xué)波動光學(xué) P1n1n2n1M2MdL一一 厚度均勻薄膜的干涉厚度均勻薄膜的干涉ADCDcosdBCABiACADsinidsintan2212nn iDC34E5A1B2i2、3兩光線兩光線的光程差的光程差A(yù)DnBCABn1232)(11 - 4 薄膜干涉（薄膜干涉（1）第十一章第十一章 波動光學(xué)波動光學(xué) 反射光的光程差反射光的光程差由折射定律得由折射定律得:innninsinsinsinsin2121innninn221222222212sin1sin1sin1cos當(dāng)當(dāng) 時時nnn21, 12cos22sin1cos22223

2、2rdnrnrd2sin222122rinnd2sin222rind11 - 4 薄膜干涉（薄膜干涉（1）第十一章第十一章 波動光學(xué)波動光學(xué) P1n1n2n1M2MdLiDC34E5A1B212nn 反射光的光程差反射光的光程差2sin222122rinndk加加 強強),2, 1(k2) 12(k減減 弱弱),2, 1 ,0(kr11 - 4 薄膜干涉（薄膜干涉（1）第十一章第十一章 波動光學(xué)波動光學(xué) 透射光的光程差透射光的光程差 注意：透射光和反注意：透射光和反射光干涉具有互射光干涉具有互 補補 性性 ，符合能量守恒定律符合能量守恒定律.根據(jù)具體根據(jù)具體情況而定情況而定P1n1n2n1M2

3、MdLiDC34E5A1B212nn 2/sin222122innd反innd22122tsin211 - 4 薄膜干涉（薄膜干涉（1）第十一章第十一章 波動光學(xué)波動光學(xué) 假設(shè)假設(shè) 時時123nnn 當(dāng)光線垂直入射時當(dāng)光線垂直入射時 0i1n1n2n1n3n2n12nn 在任何情況下，都有在任何情況下，都有123nnn當(dāng)當(dāng) 時時222rdndn2r212nn dn2r211 - 4 薄膜干涉（薄膜干涉（1）第十一章第十一章 波動光學(xué)波動光學(xué) 干涉加強、減弱的條件不變干涉加強、減弱的條件不變1n1n2n1n3n2nk加加 強強),2, 1(k2) 12(k減減 弱弱),2, 1 ,0(kr11

4、- 4 薄膜干涉（薄膜干涉（1）第十一章第十一章 波動光學(xué)波動光學(xué) 解：油膜上、下表面的反射光在人眼視網(wǎng)膜上相遇干涉。解：油膜上、下表面的反射光在人眼視網(wǎng)膜上相遇干涉。設(shè)油膜處在空氣中，膜的上表面反射有半波損失，下表設(shè)油膜處在空氣中，膜的上表面反射有半波損失，下表面反射無半波損失，因而，反射加強的條件為面反射無半波損失，因而，反射加強的條件為 例例11-4 有一折射率為有一折射率為1.33，厚度均勻的油膜，當(dāng)人眼視，厚度均勻的油膜，當(dāng)人眼視線的方向與油膜法線成線的方向與油膜法線成300角時，可觀察到波長為角時，可觀察到波長為500nm 的光反射加強。求油膜的最小厚度。的光反射加強。求油膜的最小

5、厚度。 , 3 , 2 , 1,2sin222kkind取取 時，得膜的最小厚度為時，得膜的最小厚度為 1knmind10130sin33. 14500sin402222min11 - 4 薄膜干涉（薄膜干涉（1）第十一章第十一章 波動光學(xué)波動光學(xué) 解：解： 例例11-5 在金屬鋁的表面，經(jīng)常利用陽極氧化等方法形成在金屬鋁的表面，經(jīng)常利用陽極氧化等方法形成一層透明的氧化鋁薄膜，其折射率一層透明的氧化鋁薄膜，其折射率n=1.80 ，設(shè)一磨光的，設(shè)一磨光的鋁片表面形成了厚度鋁片表面形成了厚度d=250nm的透明氧化鋁薄層。問在日的透明氧化鋁薄層。問在日光下觀察，其表面呈現(xiàn)什么顏色？（設(shè)白光垂直照射

6、到鋁光下觀察，其表面呈現(xiàn)什么顏色？（設(shè)白光垂直照射到鋁片上，鋁的折射率小于氧化鋁的折射率）片上，鋁的折射率小于氧化鋁的折射率）212kndnm1800, 1knm600, 2knm360, 3k1nn 橙紅色橙紅色, 3 , 2 , 1,22rkknd11 - 4 薄膜干涉（薄膜干涉（1）第十一章第十一章 波動光學(xué)波動光學(xué) 解解 (1)kdn1r2, 2 , 1,21kkdnnm11042, 11dnknm552, 21dnknm36832, 31dnk 例例3 一油輪漏出的油一油輪漏出的油(折射率折射率 =1.20)污染了某污染了某海域海域, 在海水在海水( =1.30)表面形成一層薄薄的油

7、污表面形成一層薄薄的油污. (1) 如果太陽正位于海域上空如果太陽正位于海域上空,一直升飛機的駕一直升飛機的駕駛員從機上向下觀察駛員從機上向下觀察,他所正對的油層厚度為他所正對的油層厚度為460nm,則他將觀察到油層呈什么顏色則他將觀察到油層呈什么顏色? (2) 如果一潛水員潛入該區(qū)域水下如果一潛水員潛入該區(qū)域水下,又將看到油又將看到油層呈什么顏色層呈什么顏色?1n2n黃綠色黃綠色12nn 11 - 4 薄膜干涉（薄膜干涉（1）第十一章第十一章 波動光學(xué)波動光學(xué) nm22082/112, 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11 - 4 薄膜干涉（薄膜干涉（1）第十一章第十一章 波動光學(xué)波動光學(xué) q 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)器件的透光率利用薄膜干涉可以提高光學(xué)器件的透光率 .2min4nddnm6 .990k取?。訌姡訌姡┓V為增透膜氟化鎂為增透膜例例11-6 為了增加透射率為了增加透射率 , 求求 氟化鎂膜的最小厚度氟化鎂膜