8-1波动光学2.ppt
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* ? ? * ? ? 薄膜干涉 * 一、等倾干涉 a1 a2 a 8-3 分振幅干涉 半波损失 由折射定律和几何关系可得出: a1 a2 a 干涉条件 明纹 暗纹 薄膜 a a1 a2 n1 n2 n3 额外光程差的确定 (1)、n1n2n3 (3)、n1n2n3 ?产生额外光程差 ?不存在额外光程差 (2)、n1 n2 n3 ?产生额外光程差 (4)、n1 n2 n3 ?不存在额外光程差 1. 对于透射光: 讨论: 明纹 暗纹 当反射方向干涉加强时,在透射方向就干涉减弱。 垂直入射时: 同一级条纹具有相同的倾角:等倾干涉。 2.如e一定, 3. 入射角 一定, 同一级条纹具有相同的厚度:等厚干涉。 二、等倾干涉成因: 薄膜 透镜 “1” “2” “3” “4” 屏 入射角 越小, { = 明纹 暗纹 光程差越大, 条纹越在中心, 干涉级越大。 明纹 盯住某条明纹,?不变, 条纹向里收缩 e减小,减小, 条纹向外扩 e增加, 增大, 讨论: 1)若膜厚发生变化: 薄膜厚度 e 连续增加干涉条纹有何变化? A、不变 B、条纹内缩 C、条纹外冒 膜的厚度e 增大时,条纹外冒,中心处明暗交替。 膜的厚度e 减小时,条纹内缩,中心处明暗交替。 明纹条件: 2)如光源由不同频率组成,则将出现彩色条纹。 若白光入射: 由红到紫的彩色条纹。 明纹 一定, 大, 大, 大 小,条纹靠中心 三、增透膜和增反膜 增透膜----- 利用薄膜上、下表面反射光的光程差符合相消干涉条件来减少反射,从而使透射增强。 增反膜----- 利用薄膜上、下表面反射光的光程差满足相长干涉,因此反射光因干涉而加强。 问:若反射光相消干涉的条件中 取 k=1,膜的厚度为多少?此增 透膜在可见光范围内有没有增反? 例、已知入射光波长 ,照相机镜头n3=1.5, 其上涂一层 n2=1.38的氟化镁增透膜,光线垂直入射。 解:反射光经历两次半波损失。 反射光相干相消的条件是: 此膜对反射光相干相长的条件: 可见光波长范围 400~700nm 波长412.5nm的可见光有增反。 相机镜头反光中观察到的颜色是什么颜色? 为什么? 等 厚 干 涉 光程差: 三、等厚干涉 e ? A 一组平行光投射到厚度不均匀的薄膜上 垂直入射(i=0) 干涉条件: 厚度相同的位置有相同的光程差对应同一级条纹: 薄膜等厚干涉。 1. 劈尖干涉(劈形膜) 夹角很小的两个平面所构成的薄膜 (wedge film ) 棱边处(e=0), 暗条纹,有“半波损失” 棱边 用两块平玻璃构成的劈尖观察等厚条纹时,若 把劈尖上表面向上缓慢平移(图(a)),干涉条纹 有什么变化?若把劈尖角逐渐增大(图(b)),干 涉条纹又有什么变化? 图 条纹间距离为 由明纹公式: …(1) ?e 任意相邻明(暗)条纹间距: 薄膜? 增加时,条纹间距减小,条纹下移; ? 减小时,条纹间距增加,条纹上移。 随着r的增加而变密! B A 空气薄层中,任一厚度e处光的干涉条件: 明纹 暗纹 各级明、暗干涉条纹的半径: e=0,两反射光的光程差 ?=?/2,为暗斑。 条纹不等间距,内疏外密。 暗干涉条纹 明干涉条纹 ? 例1、 在折射率相同的平凸透镜与平面玻璃板间充以某种透明液体。从反射光方向观察,干涉条纹将是: A、中心为暗点,条纹变密 B、中心为亮点,条纹变密 C、中心为暗点,条纹变稀 D、中心为亮点,条纹变稀 E、中心的亮暗与液体及玻璃的折射率有关,条 纹变密 F、中心的亮暗与液体及玻璃的折射率有关,条 纹变稀 选择A:正确! 例 2、已知:用紫光照射,借助于低倍测量显微镜测得由中心往外数第 k 级明环的半径 , k 级往上数第16 个明环半径 ,平凸透镜的曲率半径R=2.50m 求:紫光的波长? * ? ? * *
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