高二物理竞赛课件：薄膜干涉

薄膜干涉

12一、等厚干涉1.劈尖（劈形膜）2.牛顿环drR·平晶平凸透镜o暗环内疏外密条纹间距：即离开中心愈远，光程差愈大，圆条纹间距愈小牛顿环装置还能观测透射光的干涉条纹，它们与反射光的干涉条纹正好亮暗互补。(想一想为什么？)暗环：3n1n2

>n1n2dn1二等倾干涉12ABCDQP1、2两束光的光程差注意:透镜不附加光程差.等倾干涉：条纹级次取决于入射角的干涉。4n1n2d12ACBDQPn134GF透射光的干涉：5等倾干涉条纹观察装置干涉条纹6透镜镀膜——

薄膜干涉的应用增透膜反射光干涉相消条件：n2

=1.38n3=1.55n1=1.0最薄的膜层厚度（k=0）为：用波长λ=550nm,照相机镜头n3=1.55,其上涂一层n2=1.38

的氟化镁增透膜，光线垂直入射。7例2

空气中肥皂膜（n2=1.33）厚d=375nm，在波长从380nm到750nm的太阳光几乎垂直照射下，问（1）哪些波长的可见光在反射光中产生干涉相长；（2）那些波长的可见光在透射光中产生干涉相长？解（1）反射光相长干涉条件为白光n2=1.33n1=1n1=11234不可见红外光可见红光可见紫光不可见紫外光8（2）透射光相长干涉条件为不可见红外光可见青光不可见紫外光综上所述，反射光中有红光和紫光各一条；透射光中只有一条青光。913.6迈克耳孙干涉仪仪器结构示意图若M2´与M1平行

-------等倾条纹若M2´与M1有小夹角

-------等厚条纹M21122半透半反膜SM1M2G1G2E补偿板反射镜反射镜光源观测装置薄膜10例.等厚条纹时，观测显微镜目镜中的视场：反射镜平移，则干涉条纹移动。若干涉条纹移过N条，则反射镜平移距离为十字叉丝等厚条纹▲

光路2中插入介质，产生附加光程dnM22可测折射率n

或测插入介质的厚度d

。应用举例：P151:13.1(5)P151:13.2(4)11时间相干性

M1

和M2´

之间距离超过一定限度时，观察不到干涉现象。

由于光源发出的波列长度有限，若两相干光的光程差大于波列长度所对应的光程时，就不会产生干涉现象。相干长度

设光波在介质中的波列长度为L

，两束相干光对应的最大光程差称为相干长度。激光器的相干长度可达到100

m。12迈克耳孙在工作

迈克耳孙（A.A.mihelson）美籍德国人因创造精密光学仪器，用以进行光谱学和度量学的研究，并精确测出光速，获1907年诺贝尔物理奖。迈克耳孙-莫雷实验实际上也是对光速不变原理的验证，所以它有非常重要的意义。1313.7惠更斯-菲涅耳原理一.光的衍射现象：

光在传播过程中能绕过障碍物的边缘而偏离直线传播的现象叫光的衍射。不但光线拐弯,而且在屏上出现明暗相间的条纹。*S衍射屏观察屏a

10-3a例1.这是光具有波动性的重要表现。14*S衍射屏观察屏LL例2.圆孔(a)和单缝(b)衍射图样15菲涅耳衍射:P衍射屏KS观察屏E夫琅禾费衍射:P点在无穷远L1L2Sf2f1P观察单缝的夫琅禾费衍射的实验装置示意图：二、衍射的分类光源—障碍物—接收屏和至少有一个是有限值近场衍射和皆为无限大远场衍射16三.惠更斯——菲涅耳原理：惠更斯原理有不足：若媒质均匀、各向同性

,各子波都是以波速u向外扩展的球面波。

没有说明子波的强度分布惠——菲原理：从同一波