分振幅薄膜干涉(二)

1、§1-8 分振幅薄膜干涉（二） 等厚干涉一、 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，现在研究介质薄膜由两个稍有倾斜的表平面构成尖劈时的情况，用单色的点光源置于这透镜的焦点，使平行光束以一定的方向照射 (图1-21)图1-21（）薄膜，那末两束反射的平行光和就将以不同的方向前进，现在来计算这两束反射光通过表面上任一点时的程差，在入射光束中除了考虑直线之外，还考虑通过点的直线图1-21（）。在反射光束和中分别选择直线和也都通过点，作垂直于直线，则，两点都在入射光束的同一波面上，故有相同的位相，置透镜于反射光中，为点的象，根据光程的定义，可以看出，同一点发出通过均匀

2、介质并在透镜后同时会聚于一点的任何光线，光程都是相同的（§3-8），所以从到的任何光线之间没有附加的程差，但从A取道薄膜到和从直接到达 点相比，是有程差的，其值为若薄膜很薄，且两个平面表面的夹角很小，则程差仍可认为近似等于（1-35）式所示的值，式中表示C点处的薄膜厚度，所以点处发生干涉相长或相消取决于下列条件： 相长 （1-37） 相消 实际中采用最多的是正入射方式，即入射光和反射光处处都与薄膜表面垂直，这时 对于薄膜表面不同的入射点而言，都是相同的（都来自同一点光源经透镜发出的平行光束），但不同，故薄膜表面各点经过透镜所成的象明暗不同，这是一些如图1-18（）所示的平行于尖劈棱的

3、直线条纹，这种条纹叫做等厚干涉条纹，愈大的点干涉级数愈高。零级条纹在尖劈的棱（）处，当薄膜很薄时，只要光在薄膜面上的入射角不大，就可认为等厚干涉条纹定域于薄膜表面，一般薄膜干涉就是指的这种情况。取两片洁净的显微镜载玻片叠在一起，两 片的一端捏紧，另一端夹入一薄片，这样就构成一个劈形空气薄膜，由于这时距两玻片交棱等距离处的空气层厚度是相等的，所以显示出来的干涉条纹是平行于棱的直条纹。若用一发光面，则必须考虑到由不同的发光点发出的光有不同的入射角，每一发光点都产生自己的一组等厚干涉条纹（这和等倾干涉条纹产生的条件不同），但各组条纹是不相干的，总的花样取决于光强直接（不相干）的叠加，结果是比较复杂的

4、，此时形成的条纹略有弯曲。二、薄膜色以上所讨论的都是指用一定波长的单色光照射薄膜时所发生的情况，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，其叠加结果，某些波长的光强最大，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（对于相同的）的某些波长发生干涉相消，某些波长发生干涉相长，互相重叠在一处而形成的，故这种彩色仍然是混合色，不是单色，这种彩色通常称为薄层色，在日光照射下，肥皂泡的彩色便是最明显的例子，薄膜的油脂和金属表面上极薄的氧化层，也都显示出灿烂的薄层色，另外许多昆虫诸如蜻蜓、蝉和甲虫等的翼上，也可以看到彩色的干涉图样，由于薄膜厚度往往不均匀，故条纹是不规则的曲线。但薄膜的厚度过薄时，又会发生不同的现象。若远比小，则反射后两相干光束之间的程差这时已主要是由于在薄膜两表面反射时的额外程差，而与在薄膜中的几何路程长短即入射角的大小实际上已没有什么关系，在这情况下光程差永远等于，永远发生相消干涉，这也可用肥皂膜来观察，取一洁净的线框，浸入肥皂溶液中，取出时，使框面竖直，肥皂膜由