分振幅薄膜干涉课件

1、1.7 1.7 分振幅薄膜干涉（二）分振幅薄膜干涉（二） 等厚干涉等厚干涉 1.7.1 1.7.1 单色点光源所引起的等厚干涉条纹单色点光源所引起的等厚干涉条纹 以上讨论的是平行表面的介质薄膜。现在研以上讨论的是平行表面的介质薄膜。现在研 究介质薄膜由两个稍有倾斜的表平面构成尖究介质薄膜由两个稍有倾斜的表平面构成尖 劈时的情况。劈时的情况。 分振幅薄膜干涉课件 C C为为C C点的像，点的像，C C点处发生干涉。点处发生干涉。 从从C C到到C C的任何光线之间没有附加的程差。两的任何光线之间没有附加的程差。两 光线之间的光程差为：光线之间的光程差为： 2 )()( 12 CDnBCABn 分

2、振幅薄膜干涉课件 若薄膜很薄，且两个平面表面的夹角很小，若薄膜很薄，且两个平面表面的夹角很小， 则光程差的可表示为：则光程差的可表示为： 2 sin2 1 22 1 2 2 innh 所以所以C C点处发生干涉相长或相消取决于下列条件点处发生干涉相长或相消取决于下列条件 1 22 1 2 2 sin2 ) 2 1 ( inn jh 1 22 1 2 2 sin2inn jh 分振幅薄膜干涉课件 实际中采用最多的是实际中采用最多的是正入射正入射方式，此时方式，此时 0 1 i 2 2 2 hn 对于薄膜表面不同的入射点而言，入射角都是相对于薄膜表面不同的入射点而言，入射角都是相 同的，但同的，但

3、h h不同，故薄膜表面各点经过透镜不同，故薄膜表面各点经过透镜L2L2所所 成的像明暗不同，是一些平行于尖劈棱的直线条成的像明暗不同，是一些平行于尖劈棱的直线条 纹，这种条纹叫纹，这种条纹叫等厚干涉条纹等厚干涉条纹 分振幅薄膜干涉课件 1.7.2 1.7.2 薄膜色薄膜色 如果改用有一定波长范围的复色光，则对于如果改用有一定波长范围的复色光，则对于 一指定的入射角一指定的入射角, , 其叠加结果是某些波长的其叠加结果是某些波长的 光强最大，某些波长的光强最小，尚有其它光强最大，某些波长的光强最小，尚有其它 某些波长的光强则介乎其间，即某些波长的光强则介乎其间，即 h j h j h jinn

4、2 ) 2 5 ( 2 ) 2 3 ( 2 ) 2 1 (sin 3 2 1 1 22 1 2 2 1 22 1 2 2 sin2 ) 2 1 ( inn jh 1 22 1 2 2 sin2inn jh 分振幅薄膜干涉课件 这时会发生不同波长不同强度的条纹的重叠。对这时会发生不同波长不同强度的条纹的重叠。对 于很薄的薄膜，干涉级不大，用白光照射时也能于很薄的薄膜，干涉级不大，用白光照射时也能 看到条纹。在此情况下，干涉条纹是彩色的。看到条纹。在此情况下，干涉条纹是彩色的。 这种彩色是由于不同干涉级（对于相同的这种彩色是由于不同干涉级（对于相同的i i）的）的 某些波长发生干涉相消，某些波长发

5、生干涉相某些波长发生干涉相消，某些波长发生干涉相 长，互相重叠在一处则形成的。故这种采色仍长，互相重叠在一处则形成的。故这种采色仍 然是混合色，不是单色，这种彩色通常称为薄然是混合色，不是单色，这种彩色通常称为薄 膜色。膜色。 分振幅薄膜干涉课件 例例1.2 1.2 如图透明薄膜劈尖如图透明薄膜劈尖 置于玻璃板上置于玻璃板上(n1n3),(n1n3), 波长波长632.8nm632.8nm的光的光垂直投射垂直投射, , 在斜劈上看到在斜劈上看到1515条暗纹条暗纹, ,且且 斜劈顶点对应一条暗纹斜劈顶点对应一条暗纹, ,求求 薄膜厚度薄膜厚度D(n2=2.2).D(n2=2.2). D L 2

6、 n b 3 n 2 n 1 n 解解: : 在斜面上表面看到干涉图样在斜面上表面看到干涉图样. . n1n2n1n3n2n3, ,这个界面的反射这个界面的反射无无半波损失半波损失 2/) 12(2/2jnd 导致在劈面的导致在劈面的 两反射光存在两反射光存在 额外光程差额外光程差 分振幅薄膜干涉课件 2/) 12(2/2jnd , 2 , 1 , 0j D L 2 n b 3 n 2 n 1 n 在尖劈棱处在尖劈棱处,d=0,j=0,d=0,j=0,暗纹暗纹! ! 这是第这是第1 1条条. .第第1515条在斜面顶条在斜面顶 点点, ,对应对应j=14. j=14. 故故 mm mm n j

7、 jdD 02. 0 2 . 22 108 .63214 2 )14( 6 分振幅薄膜干涉课件 例例1.3 1.3 两玻璃板夹成角度两玻璃板夹成角度6 6的劈尖，的劈尖， n1n11.451.45，n3n31.621.62。波长。波长550nm550nm 的单色光垂直投射。在上方观察干的单色光垂直投射。在上方观察干 涉条纹。涉条纹。1 1）求条纹间距）求条纹间距( (空气空气n2n2 1)1)；2 2）若在）若在n2n21.521.52的油中，则的油中，则 条纹间距变成多少？条纹间距变成多少？3)3)定性说明前定性说明前 后条纹的变化。后条纹的变化。 S n 1 n 2 n 3 n 1 n 2 n 3 n 解解: 1) : 1) 干涉相长的条件：干涉相长的条件： jdn2/2 2 D L d b 3 n 2 n 1 n 2 2/ nd 相邻亮条纹对应的薄膜厚度差：相邻亮条纹对应的薄膜厚度差： 分振幅薄膜干涉课件 D L d b 3 n 2 n 1 n mm mm n d b 158. 0 360 2 60 6 12 10550 2 6 2 条纹间距（条纹间距（n2n21 1）：）： 2 2）浸入油中（）浸入油中（n2n21.521.52），），mm n b104. 0 2 2 3 3）浸入油中后，由于）浸入油中后，由于n1n2n3n1n2n3，无额外光程差，无额外光程差，