光程薄膜干涉PPT学习教案

1、会计学1光程薄膜干涉光程薄膜干涉2 物理意义物理意义：光在介质中通过的几何路光在介质中通过的几何路程折算到真空中的路程程折算到真空中的路程.介质折射率与光的几何路程之积介质折射率与光的几何路程之积 =nr( (1) )光程光程nrrn 22第1页/共21页3( (2) )光程差光程差 (两光程之差两光程之差)12rnr光程差光程差2 相位差相位差*1sP1r*2s2rn第2页/共21页4 干涉干涉加强加强,2, 1 ,0,kk,2,1 ,02,kk 干涉干涉减弱减弱, 2 , 1 , 0,2) 12(kk,2, 1 ,0, )12(kk第3页/共21页5FABo二二 透镜不引起附加的光程差透镜

2、不引起附加的光程差FAB焦平面焦平面第4页/共21页6P1n1n2n1M2MdL三三 薄膜干涉薄膜干涉ADCD12sinsinnni12nn iDC34E5A1B2第5页/共21页7ADnBCABn1232)(dBCAB cosidsin tan 22iACAD sinP1n1n2n1M2MdLiDC34E5A1B212nn 第6页/共21页82cos22sin1cos222232dnnd2sin222122rinnd 反反射光的光程差射光的光程差rk加加 强强),2, 1(k2) 12(k减减 弱弱),2, 1 ,0(kP1n1n2n1M2MdLiDC34E5A1B212nn 第7页/共21

3、页9P1n1n2n1M2MdLiDC34E5A1B212nn innd22122tsin2 透透射光的光程差射光的光程差根据具体根据具体情况而定情况而定2/sin222122rinnd注意：注意：透射光和反透射光和反射光干涉具有互补射光干涉具有互补 性性 ，符合能量守恒，符合能量守恒定律定律.第8页/共21页10 当光线垂直入射时当光线垂直入射时0i222rdn2r2dn 1n1n2n1n3n2n12nn 当当 时时123nnn当当 时时第9页/共21页11 例例 一油轮漏出的油一油轮漏出的油( (折射率折射率n1) )污染了污染了某海域某海域, , 在海水在海水( (n2) )表面形成一层薄

4、薄的油表面形成一层薄薄的油污污. ( (1) )如果太阳正位于海域上空，一直升飞如果太阳正位于海域上空，一直升飞机的驾驶员从机上向正下方观察，他所正对机的驾驶员从机上向正下方观察，他所正对的油层厚度为的油层厚度为460 nm, ,则他将观察到油层呈则他将观察到油层呈什么颜色什么颜色？ ( (2) )如果一潜水员潜入该区域水下，并如果一潜水员潜入该区域水下，并向正上方观察，又将看到油层呈什么颜色？向正上方观察，又将看到油层呈什么颜色？第10页/共21页12解解 ( (1) )kdn1r2, 2 , 1,21kkdnnm 11042, 11dnknm 552, 21dnknm 36832, 31d

5、nk绿色绿色已知已知n1n2d=460 nm第11页/共21页13nm 22082/112, 11dnk ( (2) )透射光的光程差透射光的光程差2/21tdnnm 43152/142, 41.dnknm7362/122, 21dnk红光红光nm6 .4412/132, 31dnk紫光紫光紫红色紫红色第12页/共21页14q 增透膜和增反膜增透膜和增反膜利用薄膜干涉可以提高光学器件的透利用薄膜干涉可以提高光学器件的透光率光率 .第13页/共21页1523d1n2n玻璃玻璃23nn nm 6 .9942minndd0k取取（增强增强）氟化镁为增透膜氟化镁为增透膜例例 为了增加透射率，求氟化镁膜

6、的最为了增加透射率，求氟化镁膜的最小厚度已知小厚度已知 空气空气n1，氟化镁，氟化镁 n2 ，=550 nm减弱减弱2) 12(22rkdn解解 222tdn则则第14页/共21页2021-12-916en22 2en24321nnn解：因为解：因为故上下表面皆无半波损失，则光程差：故上下表面皆无半波损失，则光程差：第15页/共21页2021-12-917 3解：解：4)(12 rrn33. 134n暗环2 , 1 , 02) 12(22kke解解: 暗环条件为暗环条件为:24ke 则第四个暗环对则第四个暗环对应的空气膜厚度应的空气膜厚度为为:m2 . 1m101200026000410m2

7、. 133. 1介质介质312 rr2r1r第16页/共21页2021-12-918解：显然有：解：显然有： dDx NDND ND解：在介质中时：解：在介质中时：mm43 nxdnDx参考下页：条纹间距的推导过程参考下页：条纹间距的推导过程第17页/共21页2021-12-91912. 如图所示，两列波长为如图所示，两列波长为 的相干的相干波在波在P点相遇。波在点相遇。波在S1点振动的初相点振动的初相是是 ，S1到到P点的距离是点的距离是r1；波在；波在S2点的初相是点的初相是 ，S2到到P点的距离是点的距离是r2 。以。以k代表零或正、负整数，则代表零或正、负整数，则 P 点点是干涉极大的

8、条件为：是干涉极大的条件为：12 ; ； ; 。21rrk212k21212/2rrk21122/2rrk1r2r1S2Sp1112r2222r第18页/共21页2021-12-920 仍为明条纹仍为明条纹; (B) 变为暗条纹；变为暗条纹；(C) 既非明条纹也非暗条纹；既非明条纹也非暗条纹；(D) 无法确定是明条纹还是暗条纹无法确定是明条纹还是暗条纹。13. 在双缝干涉实验中，入射光的在双缝干涉实验中，入射光的波长为波长为 ，用玻璃纸遮住双缝中的，用玻璃纸遮住双缝中的一个，若玻璃纸中光程比相同厚度一个，若玻璃纸中光程比相同厚度的空气的光程大的空气的光程大2.5 ，则屏上原来，则屏上原来的明纹处的明纹处kxrdd 加强加强(21)2k 减弱减弱第19页/共21页21本章目录本章目录 11-5 11-5 迈克耳孙干涉仪迈克耳孙干涉仪 11-4 11-4 劈