清华大学物理课件波动光学2

1、 波动光学(2)一、等倾干涉（厚度均匀的薄膜干涉）二、等厚干涉（厚度不均匀的薄膜干涉）1、劈尖干涉2、牛顿环21章4节薄膜干涉明暗条件、条纹特征一、等倾干涉1、明暗条件2l+)sinsin(1g=nin注意：（1）公式中各量的意义（2）max 中 k 0， 公式中无“”号（1）公式的适用条件：n1n2 ，n1 n n2要加/2 n1n n n2不加/2 显然，薄膜表面出现明暗相间的干涉条纹讨论： （2）若光垂直入射 复色光垂直入射，在薄膜表面上：有的颜色亮，有的消失，没有干涉条纹。或全亮或全暗、或一片均匀的光亮，没有干涉条纹。 单色光垂直入射，在薄膜表面上：（3）透射光也有干涉现象，明暗条件：

2、反射光加强的点，透射光正好减弱（互补）例1、在折射率为 1.50 的照相机玻璃镜头表面涂一层 MgF2 (n=1.38) 这层膜应多厚？（黄绿光波长为5500A0）解：假定光垂直入射最薄的膜 k=0 ，此时K取其它值亦可，但 d 不能太厚。“”怎么写？n1n n2 应用:照相机镜头表面、太阳能电池表面镀有增透膜 ,珠 宝表面、激光谐振腔反射镜增反膜，可判断 薄膜（SiO2）生长情况，隐形飞机2、等倾条纹i 相同倾角的光 在透镜的焦平面上会聚于同一圆 环上，故称“等倾条纹”明暗条件为：* 等倾条纹 是一组同心圆 愈往中心，条纹 级别*动态反应：连续改变（增加）薄膜的厚度，*可以证明，愈往边缘 圆

3、环的间隔愈密条纹特征愈高i视场中条纹自里向外冒出，反之，缩入。 等倾条纹7 6 5 4 3 2 1 5 4 3 2 1例：原来是第4级条纹的位置现在是第5级，4、3、2、1级分别向外移动一条，故看到 条纹自内向外冒出。 4 3 2 1根据冒出的条纹数，可以测定微小长度的变化。动态反应：若d则 k 二、等厚干涉1、劈尖干涉 （空气隙劈尖） 明暗条件：若 i=0 , 并注意到 n=1di棱边d等厚条纹（1）劈尖愈厚处 条纹级别（2）棱边处 d =0 , 对应着（3）相邻两明（暗）纹间对应的厚度差为 d 愈高。暗纹讨论：ddkdk+11 2 3 4 5由上式看出 越小, 越大, 使条纹愈清晰。dLd

4、kdk+1（4）明（暗）纹间距 L: L sin = d = 展示：波长变化对劈尖干涉条纹的影响ql=sin2L（5）动态反应： L, L 。 d (连续增厚)条纹向薄膜厚度较小的方向移动例2、如何判断两个直径相差很小的滚珠的大小 ？ （测量工具：两块平板玻璃）说明 ：1珠小说明 ：1珠大若发现等厚条纹间隔变密在靠近“1”那 端轻轻压一下 若发现等厚条纹间隔变宽* 已知 、L 可测 *已知 、 L可测 。 从而求得金属丝的直径、 薄膜厚度。应用举例：* 可检测工件的平整度纸平晶工件*测定金属材料的热膨胀系数等 工件表面沿薄膜增厚的方向有突出物。求：解：例3、判断下图工件表面的光洁程度。并求h待测工件表面不平整对干涉条纹的影响（2）复色光入射得彩色条纹注意： （1）以上讨论的是空气隙劈尖，若是其它情况，相应 公式另写。 d nd=0 处不一定是暗纹2、牛顿环明暗条件 ： (空气隙）垂直入射drR=（劈尖干涉的结果）讨论： （1）牛顿环中心是暗点。愈往边缘，条纹级别（2）已知 r k、 可求 R （1）已知 r k、R可求 （3）复色光入射，彩色圆环（4）透射光应用举例：（2）可以证明相邻两环的间隔为与之互补（5）动态反应：连续增加 薄膜的厚度, 视场中条纹缩入, 反之，冒出。0 1 2