大学物理课件：第12章 光学2

1、12.5 薄膜干涉薄膜干涉 介质薄膜受到照明时而产生的干涉现象，称为薄膜干涉。计算光程差n1n2 n1n2e123QPabcd薄膜干涉条件：加强：考虑到半波损失：减弱： 1.由于薄膜厚度均匀，光程差由入射角确定，对于同一级条纹具有相同的倾角，因此称为等倾干涉条纹。3.是否要考虑半波损失看具体情况而定。讨论2.对于透射光，与反射光的干涉条纹形成互补。SLM观察屏薄膜等倾干涉条纹的实验装置 条纹特点 形状：同心圆环条纹间隔分布：内疏外密条纹级次分布：e一定时，膜厚变化时，条纹的移动：波长对条纹的影响：k一定时，k，e一定时，中央级次高，边缘级次低条纹由中央冒出（1）增透膜（低膜）（如照相机镜头）空

2、气玻璃增透膜与高反膜所以反射减弱时，透射加强，故有膜的光学厚度为（2）高反射膜(HLHLH) 反射镜表面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。例12-3如用白光垂直入射到空气中厚为320 nm的肥皂膜上（其折射率n1=1.33），问肥皂膜呈现什么色彩？解：黄光！取 k = 1，2，3代入上式，分别得 红外线紫外线例12-4平面单色光垂直照射在厚度均匀的油膜上，油膜覆盖在玻璃板上。所用光源波长可以连续变化，观察到500 nm与700 nm波长的光在反射中消失。油膜的折射率为1.30，玻璃折射率为1.50，求油膜的厚度。解： n1n2平行光照射到表面平

3、整、厚度不均匀的薄膜上产生的干涉条纹。薄膜厚度e 相同之处对应于同一级条纹，因此称为等厚干涉条纹。光线垂直入射时：明纹暗纹等厚干涉劈尖干涉 当光垂直入射到劈尖上，考虑到半波损失，光程差为反射光产生干涉的条件为1.条纹形状 ：e相同处，相同，形成平行于棱边明暗相间的直条纹等厚干涉条纹。3.相邻明或暗条纹处的厚度差： 条纹特点 2.劈尖棱边：暗条纹（四）相邻明或暗条纹的间距（1)微小直径测量（2）薄膜厚度测定（3）光学元件表面检查劈尖膜干涉的应用例12-5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

4、金属丝的直径。某次的测量结果为：单色光的波长 =589.3 nm金属丝与劈间顶点间的距离L=28.880 mm，30条明纹间的距离为4.295 mm,求金属丝的直径D？ 解： 相邻两条明纹间的间距 例12-6利用空气劈尖的等厚干涉条纹可以测量精密加工工件表面极小纹路的深度。在工件表面上放一平板玻璃使其间形成空气劈尖，以单色光垂直照射玻璃表面，由于工件表面不平，观察到干涉条纹如图。试根据纹路弯曲的方向，说明工件表面上纹路是凹的还是凸的，并证明纹路深度为平板玻璃工件解：由分析知：纹路是凹的，因为所以牛顿环在厚度为e处，光程差为所以得eRrO由几何关系得因为Re ，所以eRrO由干涉条件：得牛顿环半径为中心为暗斑，非均匀分布内疏外密的同心圆环。 应用： （1）在实验室中测量入射光的波长，或平凸玻璃的曲率半径R。（2）检查透镜的质量例12-7用钠灯（ = 5893A）观察牛顿环，看到第k条暗环的半径为r = 4mm，第k+5条暗环半径r = 6mm，求所用平凸透镜的曲率半径R。解：联立求解：迈克耳逊干涉仪G2G1例12-8当