高二物理競(jìng)賽課件：薄膜干涉

薄膜干涉

12一、等厚干涉1.劈尖（劈形膜）2.牛頓環(huán)drR·平晶平凸透鏡o暗環(huán)內(nèi)疏外密條紋間距：即離開(kāi)中心愈遠(yuǎn)，光程差愈大，圓條紋間距愈小牛頓環(huán)裝置還能觀(guān)測(cè)透射光的干涉條紋，它們與反射光的干涉條紋正好亮暗互補(bǔ)。(想一想為什么？)暗環(huán)：3n1n2

>n1n2dn1二等傾干涉12ABCDQP1、2兩束光的光程差注意:透鏡不附加光程差.等傾干涉：條紋級(jí)次取決于入射角的干涉。4n1n2d12ACBDQPn134GF透射光的干涉：5等傾干涉條紋觀(guān)察裝置干涉條紋6透鏡鍍膜——

薄膜干涉的應(yīng)用增透膜反射光干涉相消條件：n2

=1.38n3=1.55n1=1.0最薄的膜層厚度（k=0）為：用波長(zhǎng)λ=550nm,照相機(jī)鏡頭n3=1.55,其上涂一層n2=1.38

的氟化鎂增透膜，光線(xiàn)垂直入射。7例2

空氣中肥皂膜（n2=1.33）厚d=375nm，在波長(zhǎng)從380nm到750nm的太陽(yáng)光幾乎垂直照射下，問(wèn)（1）哪些波長(zhǎng)的可見(jiàn)光在反射光中產(chǎn)生干涉相長(zhǎng)；（2）那些波長(zhǎng)的可見(jiàn)光在透射光中產(chǎn)生干涉相長(zhǎng)？解（1）反射光相長(zhǎng)干涉條件為白光n2=1.33n1=1n1=11234不可見(jiàn)紅外光可見(jiàn)紅光可見(jiàn)紫光不可見(jiàn)紫外光8（2）透射光相長(zhǎng)干涉條件為不可見(jiàn)紅外光可見(jiàn)青光不可見(jiàn)紫外光綜上所述，反射光中有紅光和紫光各一條；透射光中只有一條青光。913.6邁克耳孫干涉儀儀器結(jié)構(gòu)示意圖若M2′與M1平行

-------等傾條紋若M2′與M1有小夾角

-------等厚條紋M21122半透半反膜SM1M2G1G2E補(bǔ)償板反射鏡反射鏡光源觀(guān)測(cè)裝置薄膜10例.等厚條紋時(shí)，觀(guān)測(cè)顯微鏡目鏡中的視場(chǎng)：反射鏡平移，則干涉條紋移動(dòng)。若干涉條紋移過(guò)N條，則反射鏡平移距離為十字叉絲等厚條紋▲

光路2中插入介質(zhì)，產(chǎn)生附加光程dnM22可測(cè)折射率n

或測(cè)插入介質(zhì)的厚度d

。應(yīng)用舉例：P151:13.1(5)P151:13.2(4)11時(shí)間相干性

M1

和M2′

之間距離超過(guò)一定限度時(shí)，觀(guān)察不到干涉現(xiàn)象。

由于光源發(fā)出的波列長(zhǎng)度有限，若兩相干光的光程差大于波列長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的光程時(shí)，就不會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。相干長(zhǎng)度

設(shè)光波在介質(zhì)中的波列長(zhǎng)度為L(zhǎng)

，兩束相干光對(duì)應(yīng)的最大光程差稱(chēng)為相干長(zhǎng)度。激光器的相干長(zhǎng)度可達(dá)到100

m。12邁克耳孫在工作

邁克耳孫（A.A.mihelson）美籍德國(guó)人因創(chuàng)造精密光學(xué)儀器，用以進(jìn)行光譜學(xué)和度量學(xué)的研究，并精確測(cè)出光速，獲1907年諾貝爾物理獎(jiǎng)。邁克耳孫-莫雷實(shí)驗(yàn)實(shí)際上也是對(duì)光速不變?cè)淼尿?yàn)證，所以它有非常重要的意義。1313.7惠更斯-菲涅耳原理一.光的衍射現(xiàn)象：

光在傳播過(guò)程中能繞過(guò)障礙物的邊緣而偏離直線(xiàn)傳播的現(xiàn)象叫光的衍射。不但光線(xiàn)拐彎,而且在屏上出現(xiàn)明暗相間的條紋。*S衍射屏觀(guān)察屏a

10-3a例1.這是光具有波動(dòng)性的重要表現(xiàn)。14*S衍射屏觀(guān)察屏LL例2.圓孔(a)和單縫(b)衍射圖樣15菲涅耳衍射:P衍射屏KS觀(guān)察屏E夫瑯禾費(fèi)衍射:P點(diǎn)在無(wú)窮遠(yuǎn)L1L2Sf2f1P觀(guān)察單縫的夫瑯禾費(fèi)衍射的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖：二、衍射的分類(lèi)光源—障礙物—接收屏和至少有一個(gè)是有限值近場(chǎng)衍射和皆為無(wú)限大遠(yuǎn)場(chǎng)衍射16三.惠更斯——菲涅耳原理：惠更斯原理有不足：若媒質(zhì)均勻、各向同性

,各子波都是以波速u(mài)向外擴(kuò)展的球面波。

沒(méi)有說(shuō)明子波的強(qiáng)度分布惠——菲原理：從同一波