郭永康光學(xué)課件ch

1、 CH 4-9 薄膜干涉（二）等厚干涉 Interference between thin films(2) Interference of equal thickness 14.9 薄膜干涉(二) 等厚干涉膜很薄時,AP間膜可視為等厚，則點(diǎn)光源S發(fā)出的光在上下兩表面反射到達(dá)P的光程差：單色光入射：i 相同-h相同-光程差相等-同一級條紋-薄膜厚度相同的地方，反射光線對所產(chǎn)生的光程差相同，有相同的干涉結(jié)果，這種干涉稱為等厚干涉一.觀察裝置hn0n0n A反射光2反射光1單色(設(shè)n n0)SP2產(chǎn)生等厚干涉條紋的二個必要條件：1. 要有兩表面不平行的薄膜；2. 入射到薄膜上的各光線有相同的入射角

2、。 準(zhǔn)單色鈉光燈 投射到薄膜上的光線的入射角都相同（i0） 在薄膜厚度相同的地方可獲得相同的干涉光強(qiáng)分布 對 求微分 膜厚h很小(10),厚度的變化較角度的變化對光程差的影響大得多, 擴(kuò)展光源也可接收到等厚干涉圖樣 3由點(diǎn)光源產(chǎn)生的薄膜干涉是非定域的混合干涉條紋二. 條紋定域擴(kuò)展光源在薄膜表面附近可觀察到等厚干涉條紋定域12條紋襯比度下降擴(kuò)展光源, =04三. 兩種等厚干涉現(xiàn)象尖劈和牛頓環(huán)1. 尖劈形薄膜很小-入射角為零，正入射明紋暗紋同一厚度 h 對應(yīng)同一級條紋 等厚條紋 條紋形狀與薄膜的等厚線相同hnnnA反射光2反射光1入射光(單色平行光垂直入射)(設(shè)n n )5條紋間距 條紋間距明紋暗

3、紋相鄰條紋的光程差差一個波長條紋間距與干涉級無關(guān),等距排列,愈大,條紋愈密 6干涉條紋的移動每一條紋對應(yīng)劈尖內(nèi)的一個厚度，當(dāng)此厚度位置改變時，對應(yīng)的條紋隨之移動.7測表面不平度等厚條紋待測工件平晶測細(xì)小直徑測厚度測微小變化應(yīng)用測波長 測折射率 測角度8例1 在兩玻璃板之間夾一細(xì)絲形成空氣膜，用波長為 的單色光垂直照射時，測得干涉條紋間距為0.5mm。劈棱至細(xì)絲距離是5cm，求細(xì)絲的直徑。若將細(xì)絲向棱邊靠近或移遠(yuǎn)，干涉條紋有何變化?解干涉條紋數(shù)目N :細(xì)絲向劈棱移近或遠(yuǎn)頂角增大或減小條紋間距減小或增加細(xì)絲到劈棱范圍內(nèi)的干涉條紋數(shù)目不變92. 牛頓環(huán) T顯微鏡SL M半透半反鏡hR曲率半徑r平凸透鏡平板玻璃牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)裝置oc牛頓環(huán)干涉圖樣10光程差：(1)(2)第K個暗環(huán)半徑？hrR平晶平凸透鏡暗環(huán) o形狀由幾何可知：中心K0，r=0, 為暗環(huán)r11結(jié)論：暗環(huán)半徑正比于自然數(shù)平方根 即牛頓環(huán)越往外，條紋越密干涉級次越高同理：亮環(huán)第K級亮環(huán)半徑：分析12白光入射時的牛頓環(huán)13等傾干涉條紋牛頓環(huán)中心可為亮環(huán)或暗環(huán)中心為暗環(huán)等傾干涉環(huán)與牛頓環(huán)的差異？14例2 用紫色光( ) 觀察牛頓環(huán)時，測得某暗環(huán)半徑為 ，由此向外數(shù)第五暗環(huán)