大学物理 大物上 大物课件上 第8章 光的干涉 光干涉2

1、第8章 光的干涉,主要内容：,分振幅干涉,光干涉(2),观察干涉、衍射现象时，经常会用到透镜，,透镜不引起附加的光程,平行光经透镜会聚后在焦平面上相互加强形成一亮点。说明这些光线在会聚点是进行同相位的叠加。图中 或 是平行光的某一同相面, 即平行光在 或 平面上相位相同，这些光线经透镜后会聚在 或 点，它们的相位仍相同，虽然它们各走过的几何路程不同，但光程相同。,8.4 薄膜(film interference)干涉(分振幅法的光干涉),问题：光路中放入透镜会不会引起附加光程？,1.等倾干涉(equal inclination interference),1、2两相干光线到达透镜焦平面上 P

2、点的光程差为,来自单色面光源一点的入射光线经薄膜上下表面反射的光线1和2构成相干光, 这是分振幅法获得的相干光. 观察反射光线1和2的干涉结果要使用透镜。,薄膜干涉分为等倾干涉和等厚干涉,上式表明：光程差决定于倾角i，焦平面上同一干涉条纹(亮纹或暗纹）对应相同的入射角 等倾干涉,等倾干涉环,干涉条纹形状为一组同心圆环。,为简单起见，只讨论垂直入射的情况，即 , 并假设,反射干涉环与透射干涉环是互补的。,增透膜和增反膜 薄膜干涉的应用,（1）增透膜(antireflection film),在透镜表面镀一层厚度均匀的透明介质膜，使其上、下表面对某种色光的反射光产生相消干涉，其结果是减少了该光的反

3、射，增加了它的透射。,实际中，一般在玻璃上镀 MgF2 ( n = 1.38 ),如图, 反射光干涉相消的条件为,薄膜的最小厚度对应 ，所以,在镀膜工艺中，常把 ne 称为薄膜的光学厚度，镀膜时控制厚度e，使膜的光学厚度等于入射光波长的1/4。,注意: 一定的膜厚只对应一定波长的单色光，照相机镜头常取 黄绿光 来计算镀膜的厚度。在白光下观看此薄膜的反射光，因缺少黄绿色光而表面呈蓝紫色。,因上下表面反射的光都有半波损失，故半波损失抵消，总光程差,（2）增反膜,利用薄膜干涉原理，使薄膜上、下表面对某种色光的反射光发生相长干涉，其结果是增加了该光的反射，减少了它的透射。,镀膜的层数一般取15 17层

4、，反射率可达95%以上。,例如，氦氖激光器中的谐振腔反射镜，要求对波长 的单色光的反射率达99%以上。,在玻璃表面上镀一层 的ZnS ( n = 2.35 )膜，反射率可提高到30%以上，如要进一步提高反射率，可采取多层镀膜，即在玻璃表面上交替镀上高折射率的ZnS膜和低折射率的MgF2膜多层。每层薄膜的光学厚度为,问题：是否镀膜的层数越多，反射率就越高？,例3 空气中厚度为 0.32 m 的肥皂膜（n = 1.33），若白光垂直入射，问肥皂膜呈现什么颜色？,解,n,红外,紫外,绿色,反射光干涉加强的条件：,例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。当光波波长连续变化时，观察到 500 nm 与 700 nm 两波长的光反射消失。油膜的折射率为 1.30 ，玻璃的折射率为 1.50 ，求油膜的厚度。,解,因油膜上下表面反射的光均有半波损失, 因而半波损失抵消