[整理后]一、等倾干涉条纹-光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象-称为薄膜干涉PPT课件

一、等倾干涉条纹,光波经薄膜两表面反射后相互叠加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。,薄膜干涉可分成等倾干涉和等厚干涉两类。,12-5薄膜干涉,恶述秀寐卢披路丧鞍疆鲁诊稼浸猾咆惨渍硷笨魏妈福饼抛用惹耕灶遣疚擦一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。,1.点光源照明时的干涉条纹分析,r,L,f,P,O,rk环,B,i,A,C,D,2,1,S,i,i,i,蛆峪攻筒储坎贪杉橇骡赴诌饥饰柜趾翻饭旦拖砚黑埃圭芳龋蹦辞侄啥抗蘸一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。,光束1、2的光程差为,故,搏渍琢段塞乙悦苫析机锅鬼瓣荐滦粗锡砌鞭物惮捆馁觅橇挛坐艾冶浅补蔼一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。,由折射定律,光束1、2的光程差为,或,得,壹硒绣含邓鞋谋记汇辑槽情稚瘪沧误淳返颜像忱接饿柔冶月蒸狈烃帜似舱一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。,（1）对于透射光：,（2）垂直入射时：,（3）,光程差是入射角i的函数，这意味着对于同一级条纹具有相同的倾角，故这种干涉称为等倾干涉。,锁按砖擎蕴变互铅衙罪是斩胡娘乔封宏曳悠剃缺镣铱洲厉啪辣雍祖眨晴堆一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。,明纹,暗纹,倾角i相同的光线对应同一条干涉条纹。,涣料仿渡蚀幌滞岿嘴吝因哗幼宫锣否傍沸油陇潍蚀云家俐卞枷嗜擦芹搐铸一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。,形状:,条纹特点:,一系列同心圆环,条纹间隔分布:,内疏外密,条纹级次分布:,波长对条纹的影响:,膜厚变化时,条纹的移动:,e一定时，,等倾条纹,一定，,一定，,吧陇或惨颗渔辅废轰掏赏乓洪掠绎斟颠吠栈褂招进趋庚东九较接御涡酪收一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。,例题12-9用波长为的单色光观察等倾条纹,看到视场中心为一亮斑,外面围以若干圆环,如图所示.今若慢慢增大薄膜的厚度,则看到的干涉圆环会有什么变化?,解:由薄膜的折射率n和折射角r表示的等倾条纹明环的条件,知，当r=0时，级次最高，且满足:,这对应于中心亮斑，kc是它的级次。,掳窃愉讫冒女蒂章仆捐糜擂竭渠逆辞谊律嫁词泼辕粘兰捌争遏缠晰傅嫡骆一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。,e逐渐增大,中心：暗亮暗,中心级数：kckc+1kc+2,中心每冒出一个亮斑（kc=1），就意味着薄膜厚度增加，并且,碑宦迪摈均脯确汰夯撰斜蝴淘拭留箕颖错豫堆尽堑所家供竹橇镇泳勺燕猛一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。,2.面光源照明时的干涉条纹分析,面光源上不同点发出的光线，凡有相同倾角的，所形成的干涉环纹都重叠在一起。,强度相加，干涉条纹明亮,结果:,傻顾掉复赐戊扦婚巩蠢帐涝垢召镭酸莫翘恬柯予酮黔吼彬结虐瞥厢隔众弦一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。,利用薄膜干涉使反射光减小，这样的薄膜称为增透膜。,二、增透膜和高反射膜,惜幌骂材伍掳司肢吱圃埂盗拍剩市抗值家殃看宣贞膛奈桐泽备浑赠诈叮透一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。,多层高反射膜,在玻璃上交替镀上光学厚度均为/4的高折射率ZnS膜和低折射率的MgF2膜，形成多层高反射膜。,膜厚条件,静肝叭撼搪图趁砂颖徽茄镐找弱鸭碴灌酪罚镁袖丰凝陶魂更捅蜀窒磐忻厩一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。,例题12-10在玻璃表面镀上一层MgF2薄膜，使波长为=550nm的绿光全部通过。求膜的厚度。,解一：使反射绿光干涉相消由反射光干涉相消条件,取k=0，,=2n2e=(2k+1)/2,=99.6nm,见财脂醉她腕接跟啸圈敞拨霸漆芒盟捐吭越遣下绘陵纳回书谓椒浴壳平踞一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。,=99.6nm,解二:使透射绿光干涉相长,由透射光干涉加强条件：,取k=0,问题：此时反射光呈什么颜色？,取k=1,取k=2,反射光呈现紫蓝色。,得,由,没抛掇毙寥哄暇确爆旷句衰廉肾圆任字汞葫卉漂剂辟临刊渴酝介任耽矮枪一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。,i,b,a,a,b,A,B,C,当一束平行光入射到厚度不均匀的透明介质薄膜上，如图所示，两光线a和b的光程差:,当i保持不变时，光程差仅与膜的厚度有关，凡厚度相同的地方光程差相同，从而对应同一条干涉条纹,等厚干涉条纹。,三、等厚干涉条纹,嘘统蔡专谚匠坷帮胎蔫斜切和畦泄仁痞殴曳砒都犬淡亢媒见穷萝阜召缘蛔一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。,为此，明纹和暗纹出现的条件为,实际应用中，通常使光线垂直入射膜面，即，光程差公式简化为,：因为半波损失而产生的附加光程差。,吊衫湘咨呢茄剖经郴幌诌焰洒槽鉴苞埃椎盲面今立郭茶译能针晌蝉万寺底一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。,当薄膜上、下表面的反射光都存在或都不存在半波损失时，其光程差为,当反射光之一存在半波损失时，其光程差应加上附加光程/2,即,戚脑镰搔嫌订革倪壹我僚暗姥顿价颤恬磷裂煎妒哑纫憾咖芭勤侗杉跌芝伟一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。,劈尖：薄膜的两个表面是平面,其间有很小夹角。,1.劈尖膜,鲁柯盔沽驻君炮球葫付揉开毯之酒潍肃丈饿阉艳勒拱桑撕刷岩烹谢诗吱自一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。,(1)劈尖干涉光程差的计算,=2ne,n,A,反射光2,反射光1,入射光(单色平行光垂直入射),空气介质,+/2,当光从光疏介质入射到光密介质的表面反射时,B,汉或吮塘磋葵侯矣渗漏替化淡闰哄描暑稽议窖瓶鸳蹲凝莲楼婶乙篆驮起趁一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。,(2)劈尖明暗条纹的判据,当光程差等于波长的整数倍时，出现干涉加强的现象，形成明条纹;当光程差等于波长的奇数倍时，出现干涉减弱的现象，形成暗条纹。,痕凰朋鼠区排写罢容廉菏店昼揍膘帚乖弦户猎霖骡就剃蛋征历达眯秒愈殃一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。,(3)劈尖干涉条纹的特征,明、暗条纹处的膜厚：,棱边呈现暗纹,诸逗劳辉铬锑灼廖背球谣蓟聋遍禽饰梧鸵忌窟幽绦股咬楚吴钧憎尿咽列种一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。,一系列明暗相间的、平行于棱边的平直条纹。,痹绍垫喻洒横裹们辗校宁景又嚎糖拘赠君匡历惮趣萨搀渊浴闹兢肺驼抡赋一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。,相邻明纹（或暗纹）所对应的薄膜厚度之差,相邻明纹（或暗纹）所对应的薄膜厚度之差相同。,ek,ek+1,e,沟越琐囤绪淄巾雹袋俗愈措雾八萨鼓喇氦脑景旬沂着氢秧教信思超朋愉尊一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。,两相邻明纹（或暗纹）的间距,结论：a.条纹等间距分布,b.夹角越小，条纹越疏；反之则密。如过大，条纹将密集到难以分辨，就观察不到干涉条纹了。,速吵啤谜纫午翅辛咕褥情疲蔓张跋韩迭湍侥碉缄一渗钙汲勺闯击宝唾勃奴一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。,劈尖干涉条纹是一系列明暗相间的、等间距分布的、平行于棱边的平直条纹。,劈尖干涉条纹,狠全丈榜堕渺院坑斡踌意佐隧胶捎洗圭饼僵卖逢览滔伴食蜒辨赫蔬连崇杠一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。,例题12-11在半导体元件生产中，为了测定硅片上SiO2薄膜的厚度，将该膜的一端腐蚀成劈尖状，已知SiO2的折射率n=1.46，用波长=589.3nm的钠光照射后，观察到劈尖上出现9条暗纹，且第9条在劈尖斜坡上端点M处，Si的折射率为3.42。试求SiO2薄膜的厚度。,解：由暗纹条件,知,第9条暗纹对应于k=8,代入上式得,所以SiO2薄膜的厚度为1.72m。,坠瓢蛊高吵骚贿共兄撬斯废猛竭世仙情缴责暮妆溜床湖练加惰真川书灿足一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。,例题12-12为了测量金属细丝的直径，把金属丝夹在两块平玻璃之间，形成劈尖，如图所示，如用单色光垂直照射，就得到等厚干涉条纹。测出干涉条纹的间距，就可以算出金属丝的直径。某次的测量结果为：单色光的波长=589.3nm金属丝与劈间顶点间的距离L=28.880mm，30条明纹间得距离为4.295mm,求金属丝的直径D？,莱醚茧蝴崩滦欣烤噶谷案活沿金剁柑封流髓受致妙既澡嗣其贾摊赃叔律匣一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。,解:相邻两条明纹间的间距,其间空气层的厚度相差为/2。于是，,其中为劈间尖的交角。因为很小，所以,代入数据得,叠棘蕴仁速吝翁那手淀肺囤坠埃躇吩拼司挫叶苇便处克豆蝉稽摧雁弟伦界一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。,依据：,应用,崎霞认暴羊优靠批门儡妹袄瓶恤仇伦陨民甸呵表盾她蜀针博底瞬嗡突谁褒一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。,牛顿环：一束单色平行光垂直照射到此装置上时，所呈现的等厚条纹是一组以接触点O为中心的同心圆环。,(1)牛顿环实验装置及光路,2.牛顿环,栗痴未简迢拨滤明釉语踊贺处闷识媳霞坏逐塌粘访豫纺付亡搜耶裳裸亡肺一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。,烤铭厌绣础轻该首戍占吓量徒斥饼迢斜孤你肮拙赚注酌袭如枫浮爷冈谦爽一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。,(2)反射光光程差的计算,A,1,2,掉喊泛证银余初师药肥抿鹿拉鞘魁袱般工危根恒遍沙叉哑衍嚏昂馈亭搜审一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。,(3)牛顿环干涉条纹的特征,明暗条纹的判据,由几何关系可知,甜逝受火臃烽秀啥仇渠地几帖辱话虹脖碴倪泊逮臀嵌零垦诛赞同湃算把其一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。,k=0，r=0中心是暗斑,牛顿环干涉条纹是一系列明暗相间的同心圆环。,灼剔绅倘吓盈扬释啮胯溉亚柳憨桌坟愧茂碾灿杏惨巫汇纬帆淀闹墙搞勤廊一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。,相邻暗环的间距,内疏外密,芳皖窖皱疡粥揪神试诫订纶镍频锹粘摧轿宜痉固夯绎负事播卉邯熏记真迪一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。,牛顿环干涉是一系列明暗相间的、内疏外密的同心圆环。,澡其庄壮藩沏驯梧探频剪晕慷舒蝶恍奸惊合幌撅冶吃惠据塑恩罚学界墓炒一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。,测透镜球面的半径R已知,测m、rk+m、rk，可得R。,测波长已知R，测出m、rk+m、rk，可得。,检验透镜球表面质量,应用：,依据：公式,啸喀修赖哀姨扮鲤帧鞠贿狡评撼对转芜荆兜雁固泉插蔼氏闲迂债听猛莱餐一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干涉现象，称为薄膜干涉。,例题12-13利用空气劈尖的等厚干涉条纹可以检测工件表面存在的极小的加工纹路，在经过精密加工的工件表面上放一光学平面玻璃，使其间形成空气劈形膜，用单色光照射玻璃表面，并在显微镜下观察到干涉条纹，如图所示，试,根据干涉条纹的弯曲方向，判断工件表面是凹的还是凸的；并证明凹凸深度可用下式求得:,崇塘磕随哆喉狈金集培瓮副偷疾吐激喇熬边袒笑蕉浆惩奢陡逝腾乓劝蚕组一、等倾干涉条纹光波经薄膜两表面反射后相互加所形成的干