大學(xué)物理薄膜干涉講解課件

1、18-3 薄膜干涉 是分振幅干涉。 常見(jiàn)：肥皂泡、油膜、昆蟲(chóng)的翅膀 膜為何要?。?光的相干長(zhǎng)度所限。普遍地討論極為復(fù)雜。實(shí)際意義最大的是厚度不均勻薄膜表面的等厚條紋和厚度均勻薄膜在遠(yuǎn)處的等傾條紋。（不要求）一、等傾干涉條紋n1n1n212ABDC34ei點(diǎn)光源對(duì)反射光： 、 在A點(diǎn)同相，在C、D以后不產(chǎn)生附加的光程差，12n1n1,應(yīng)計(jì)半波損失。（進(jìn)一步推導(dǎo)參見(jiàn)書(shū)p166）若是單色光照射，出現(xiàn)明、暗紋；若是白光照射，出現(xiàn)彩色條紋n1n1n212ABDC34ei點(diǎn)光源當(dāng)i=0（正入射）時(shí)，加不加，看條件對(duì)透射光 、 ：34與反射光形成互補(bǔ)反射光干涉相長(zhǎng)相消時(shí)，透射光干涉 相消相長(zhǎng)傾角相等的光線形

2、成同一條條紋等傾條紋。e一定，i同則同，對(duì)應(yīng)同一條條紋。觀察等傾條紋的實(shí)驗(yàn)裝置和光路in2MLS f屏幕從點(diǎn)光源發(fā)出的單條光線的光路從點(diǎn)光源發(fā)出的錐面上光線的光路從點(diǎn)光源發(fā)出的錐體上光線的光路等傾條紋照相二、等厚干涉條紋1、劈尖（劈形膜）夾角很小的兩個(gè)平面間的介質(zhì)薄膜叫劈尖。實(shí)際應(yīng)用中,大都是平行光入射?？諝馀庥捎谂饨菢O小，反射光1、2在膜面的光程差可簡(jiǎn)化計(jì)算。 反射光1單色平行光入射en1n1n2A反射光2(設(shè)n2 n1)A：1、2的光程差e=0(棱邊)為零級(jí)暗紋。=加不加，看條件膜厚度相等的光線形成同一條條紋等厚條紋。兩相鄰明（暗）紋對(duì)應(yīng)的薄膜厚度差為對(duì)空氣劈尖，n2=1,L兩相鄰明（

3、暗）紋間距干涉條紋為平行于棱邊的明暗相間的等間距的直條紋（可用讀數(shù)顯微鏡觀察） n2不變，使 ，則條紋如何移動(dòng)？ ，則L，條紋變密，即條紋向棱邊移動(dòng)。根據(jù)間距變化判斷條紋移動(dòng)方向等厚干涉條紋劈尖不規(guī)則表面（同一厚度對(duì)應(yīng)同一條條紋）白光入射單色光入射肥皂膜的等厚干涉條紋2、牛頓環(huán)介質(zhì)薄膜(劈尖)n1n2n3Re入射若n1n2e入射牛頓環(huán)為同心圓條紋。 r ,k ,條紋向外級(jí)次越高。對(duì)暗環(huán)：（對(duì)明環(huán)可作類(lèi)似分析）k ， r,條紋向外由疏變密。白光入射的牛頓環(huán)照片平凸透鏡向上移,條紋怎樣移動(dòng)？透射光條紋？思考題例2、將一牛頓環(huán)裝置（玻璃制）由空氣搬入水中，問(wèn)干涉條紋（ ）(A)變疏 (B)變密 (C

4、)間隔不變 (D)向外移動(dòng)解：對(duì)應(yīng)k級(jí)明環(huán)。n2k .456567條紋向內(nèi)移動(dòng)，間隔變小，選(B).根據(jù)級(jí)次變化判斷條紋移動(dòng)方向例3、(書(shū)p171,例18-4)一平面光波照射厚度均勻的薄油膜，油膜覆蓋在玻璃板上。所用光波波長(zhǎng)可連續(xù)變化。觀察到有且僅有500nm與700nm的光在反射中消失。油的折射率為1.3，玻璃的折射率為1.5.試求油膜厚度。n1=1n2=1.3n3=1.5三、增透膜和增反膜(書(shū)p170,自學(xué))解：500nm與700nm的光在反射中消失，說(shuō)明這兩種波長(zhǎng)的入射光經(jīng)薄油膜的上、下表面反射后的反射光干涉相消。又：有且僅有1= 500nm和2= 700nm的光干涉相消，可設(shè)它們相消的級(jí)次分別為k級(jí)和( k-1)級(jí)。n1n2k)上下不變OA補(bǔ)充作業(yè)：如圖牛頓環(huán)裝置，平凸透鏡中心恰好與平玻璃接觸，透鏡曲率半徑R=400cm.用單色光照射，觀察反射光形成的牛頓環(huán)，測(cè)得第5個(gè)明環(huán)的半徑為0.30cm.（1）求入射光波長(zhǎng)。（2）設(shè)圖中 =1.00cm,求在半徑為 的范圍內(nèi)可觀察到的明環(huán)數(shù)目。作業(yè)：習(xí)題18-7,18-8,18-11(p173