厚度均匀薄膜干涉—等倾干涉ppt课件

1、11.3 厚度均匀薄膜干涉厚度均匀薄膜干涉等倾干涉等倾干涉 11.3.1 等倾干涉条纹等倾干涉条纹 11.3.2 增透膜和增反膜增透膜和增反膜【演示实验】等倾干涉模型，等倾干涉【演示实验】等倾干涉模型，等倾干涉 薄油膜、肥皂泡、昆虫翅膀上出现的彩色花薄油膜、肥皂泡、昆虫翅膀上出现的彩色花纹，由薄膜上、下外表反射的光相关叠加构成纹，由薄膜上、下外表反射的光相关叠加构成薄膜干涉属于振幅分割干涉。薄膜干涉属于振幅分割干涉。 普遍讨论薄膜干涉非常复杂。普遍讨论薄膜干涉非常复杂。 薄膜干涉薄膜干涉厚度均匀薄膜在无穷远处的等倾干涉厚度均匀薄膜在无穷远处的等倾干涉 有实践意义的薄膜干涉：有实践意义的薄膜干涉

2、： 厚度不均匀薄膜在外表处的等厚干涉厚度不均匀薄膜在外表处的等厚干涉空气空气空气空气11.3.1 等倾干涉条纹等倾干涉条纹 光线光线2、3中光波列从光线中光波列从光线1分出，是相关光。分出，是相关光。 光的能量由振幅决议，因此这种获得相关光光的能量由振幅决议，因此这种获得相关光的方法叫振幅分割法。的方法叫振幅分割法。 厚度均匀厚度均匀的透明介质的透明介质薄膜：薄膜：空气空气空气空气 光线光线2、3相互平行，在无穷远处相遇干涉相互平行，在无穷远处相遇干涉干涉定域在无穷远干涉定域在无穷远光线光线2、3在在P点的光程差：点的光程差：ADBCABn )( 2 空气空气 coseBCAB ieiACAD

3、sintan2sin 由几何关系，得由几何关系，得 折射定律：折射定律： sinsinni 2sin222 ine2)( ADBCABn2cos2 ne空气空气 这阐明：光线这阐明：光线2、3在在P点的光程差决议于光点的光程差决议于光线的倾角：折射角线的倾角：折射角 或入射角或入射角 i 倾角一样，倾角一样，薄膜上、下外表反射光的相位差一样薄膜上、下外表反射光的相位差一样2cos2 ne2sin222 ine 厚度厚度均匀薄膜的干涉又叫均匀薄膜的干涉又叫 等倾干涉等倾干涉 到达圆上各点的光线的相位差都一样，圆的到达圆上各点的光线的相位差都一样，圆的半径随折射角半径随折射角 或入射角或入射角 i

4、 的增大而变大，的增大而变大， 以同一入射以同一入射角入射，被膜上、角入射，被膜上、下外表反射后经下外表反射后经透镜会聚在光屏透镜会聚在光屏上构成一个圆。上构成一个圆。 等倾条纹是一系列明暗相间的同心圆环等倾条纹是一系列明暗相间的同心圆环 由光振动相长、相消条件，空气中厚度均匀由光振动相长、相消条件，空气中厚度均匀薄膜等倾条纹位置满足：薄膜等倾条纹位置满足：2sin22cos222 inene2sin22cos222 inene, 3 , 2 , 1 k明环：明环：暗环：暗环： 2sin22cos222 inene, 2 , 1 , 0 k k 2) 12( k等倾条纹的特点：等倾条纹的特点：

5、 kinene 2sin22cos222 级次高级次高k大的等倾圆环对应折射角大的等倾圆环对应折射角或入射角或入射角 i 小，因此半径小。小，因此半径小。1. 条纹的级次是内高外低条纹的级次是内高外低2. 条纹的分布是内稀外密条纹的分布是内稀外密 相邻亮环或暗环对应的折射角之差：相邻亮环或暗环对应的折射角之差：,sin2 en ,kk 1【思索】为什么可以用微分运算？【思索】为什么可以用微分运算？ne2 kinene 2sin22cos222 增大厚度增大厚度 e 而坚持级次而坚持级次 k 不变不变 折射角折射角 必需增大必需增大 圆环半径增大圆环半径增大 从 中 心 冒 出从 中 心 冒 出

6、一个条纹，或缩进一个条纹，薄膜厚度改动：一个条纹，或缩进一个条纹，薄膜厚度改动： ：增大厚度：增大厚度干涉条纹干涉条纹一个一个从中心一个一个从中心 = 0冒出来，减小厚度冒出来，减小厚度干涉条纹一个一个缩进中心消逝。干涉条纹一个一个缩进中心消逝。3. 利用两块可挪动玻璃板所夹空气薄层的等倾利用两块可挪动玻璃板所夹空气薄层的等倾 干涉，可以丈量微小位移。干涉，可以丈量微小位移。等倾干涉？等倾干涉？等倾干涉？等倾干涉？【思索】两块玻璃板【思索】两块玻璃板 只需入射角一样，在光屏上就会产生半径一只需入射角一样，在光屏上就会产生半径一样的等倾圆环，加强了干涉条纹的明晰度。样的等倾圆环，加强了干涉条纹的

7、明晰度。4. 察看等倾条纹时总是利用扩展光源察看等倾条纹时总是利用扩展光源【演示实验】等倾干涉【演示实验】等倾干涉 计算中留意：光被膜的上、下外表反射能否计算中留意：光被膜的上、下外表反射能否有半波损失。有半波损失。11.3.2 增透膜和增反膜增透膜和增反膜 单色光垂直照射空气中厚度均匀的透明介质单色光垂直照射空气中厚度均匀的透明介质薄膜时薄膜时,22 kne , 3 , 2 , 1 k反射光加强增反膜反射光加强增反膜 ：,2) 12(22 kne, 2 , 1 , 0 k反射光相消增透膜反射光相消增透膜 ： 膜上、下外表都有半波损失，反射加强膜上、下外表都有半波损失，反射加强条件：条件： 【例【例11.7】有一折射率为】有一折射率为1.3，厚度为，厚度为400nm的的均匀介质膜，覆盖在折射率为均匀介质膜，覆盖在折射率为1.5的玻璃上，膜的玻璃上，膜的上面是空气。白光波长为的上面是空气。白光波长为400750nm垂垂直照射膜时，波长为多少的光反射加强？直照射膜时，波长为多少的光反射加强？解解 k