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第13章 波动光学 大学 物理学 上 页 下 页 结 束 返 回 2. 增透膜和增反膜 利用薄膜上、下表面反射 光的光程差满足干涉相消条件 来减少反射,从而使透射增强。 这种膜叫增透膜。 增透膜 由于光从空气入射到玻璃片上约有4 ? 的光强被反射，而经过多个镜片的反射，光能损失经常要达到 20? 左右。 为了避免反射损失, 在光学仪器表面镀上一层透明介质薄膜, 利用干涉原理减少反射而增加透射。 如在照相机透镜表面镀一层氟化镁薄膜作为增透膜。 13.2.1 薄膜干涉 在某些技术设备中, 需要提高反射光的比例。如氦氖激光器中的谐振腔反射镜，要求对激光（波长为32.8 nm）的反射率达 99 ? 以上，为达这一效果同样也可采用镀膜 的方法，利用干涉原理减少透射光而增加反射光的能量。 利用薄膜上、下表面反射光的光程差满足干涉相长，使反射光因干涉而加强，这种膜叫增反膜。 增反膜 为使对照相机底片和视觉最敏感的黄绿光 透射率最强,常在照相机和光学仪器的透镜表面镀一层氟化镁薄膜作为增透膜（n2=1.38），设光线垂直入射, 求膜至少应镀多厚？ 则反射光光程差 解: 因光线垂直入射薄膜 i =0，且n1n2n3, 要求透射最强即反射最弱,即反射光光程差应满足 最小厚度应取k = 0 用透射光的光程差计算 k 取1 课本P.133 例13-3 例13-5 因光线垂直入射，且肥皂膜处于同一介质中， 课本P.134 例13-4 例13-6 空气中白光垂直入射到厚度均匀的肥皂膜（n2=1.33）上，在可见光谱中观察反射光的干涉，发现对?1＝630 nm的光干涉极大，对?2＝525nm的光干涉极小，且在极大和极小之间没有另外的极小，求所镀介质膜的厚度。 设介质膜的厚度为d， 解: 又由于在极大和极小之间没有其他干涉极小， 因此两波长所对应的干涉级次应是同一级，即 则反射光光程差为 等倾干涉条纹是扩展光源上的各个发光点沿各个 方向入射在均匀厚度的薄膜上产生的条纹； 劈尖与牛顿环是最常见的等厚干涉。 13.2.2 等厚干涉 而等厚干涉条纹则是由同一方向的入射光在厚度不均匀的薄膜上产生的干涉条纹。 1.劈尖干涉 夹角很小(? =10-4 ~10-5rad）的两个平板玻璃之间充以折射率为n的透明介质，形成一层劈形状的薄膜，称为劈尖。 两平板玻璃之间是空气则称为空气劈尖。 劈尖角 ? 当平行光垂直入射在劈尖上，劈尖的上、下两个 表面的反射光相互干涉， 在劈尖厚度为d 处，上、下 表面两反射光线之间的光程差为 薄膜厚度相同的地方光程差相同，从而对应同一级干涉条纹，故将此类干涉称为等厚干涉。 明纹 暗纹 = (演示 V 3.0 劈尖干涉装置和图样) 呈现出明暗相间的干涉条纹。 劈尖干涉条纹的分布特点 明纹 暗纹 (1) 干涉条纹为平行于劈尖棱边的等间距直条纹。 (2) 棱边处， d = 0, 对应k =0 级的暗条纹； 随着膜厚度 d 的增加，条纹的干涉级 k 随之增加。 (3) 各级明纹对应的劈尖膜厚度 各级暗纹对应的劈尖膜厚度 0 级暗纹 每级明暗纹与一定膜厚对应 棱边 第k+1级暗纹 第k级暗纹 (5) 任意两相邻暗纹(或明纹)的间距 l (4) 相邻两暗纹(或明纹)对应的劈尖膜的厚度差 ?d ?d l ? 由图得 l 与k 值无关，条纹等间距分布。 特例：空气劈尖 原来第k 级条纹仍位于厚度为d 的位置处. (6) 干涉条纹的移动 ?一定时 ? 愈小，则l 愈大， ? 愈大，则l 愈小, 条纹愈密。 条纹愈疏； 如保持劈角不变，而膜的厚度增大，条纹怎样变化？ 因? 、? 不变，故条纹间距 不变。 k′ d′ k d d k 当d 增大至d′, 所以膜的厚度增大, 整个条纹向劈尖棱边移动。 劈尖干涉的应用 (1) 干涉膨胀仪 工件表面是上凸的 (2) 检验光学元件  表面的平整度 平晶 工件 课本P.136 例13-5 例13-7 利用劈尖干涉可以测量微小角度。折射率n=1.4的劈尖在单色