11-3光程薄膜干涉解说.ppt

等倾干涉 理学院 物理系 理学院 物理系 理学院 物理系 大学物理 §11-3 光程 薄膜干涉 第十一章 光学 11-3 光程 薄膜干涉 物理学 第五版 §11-3 光程 薄膜干涉 一、 光程 真空中 介质中 ? n─介质中波长 ? ─真空中波长 ※ 光在不同的介质中传播时,速度 u 不同(u=c/n)，波长 ? 也不同，但频率? 是不变的。 · · a b λ · · a b n λn 介质 光程：折射率n和几何路程L的乘积nL。 在介质中通过的几何路程L,相位变化为 在相同的时间内，光在介质中传播的路程折合为光在真空中传播的相应路程。 …… …… n1 n2 nm d1 d2 dm ? 光程 ? ( ni Li ) 二、光程差△ [例]求P点的相位差 · S1 S2 r1 r2 d n p P : 相位差和光程差的关系： 干涉加强 干涉减弱 三、透镜不引起附加的光程差 透镜不产生附加光程差，物点到象点各光线之间的光程差为零。——等光程性 光程1=光程2=光程3 光程1 光程2 光程3 A A′ 光程1=光程2 光程1 光程2 A A′ P n1 n2 n1 d M1 M2 S A 1 i 4 5 L P B r 2 3 C D i E r 四、薄膜干涉 2、3两束光来自同一束入射光，产生干涉。 n1n2 两束光的光程差 当光垂直入射（即i=0）时 透射光4、5也有干涉现象，光程差 利用薄膜干涉可以测定波长或薄膜的厚度，还可提高或降低光学器件的透射率。 当光线垂直入射时 当 时 当 时 例 一油轮漏出的油(折射率n1=1.20)污染了某海域, 在海水(n2=1.30)表面形成一层薄薄的油污. (1)如果太阳正位于海域上空，一直升飞机的驾驶员从机上向正下方观察，他所正对的油层厚度为460 nm,则他将观察到油层呈什么颜色? (2)如果一潜水员潜入该区域水下，并向正上方观察，又将看到油层呈什么颜色？ 解 (1) 绿色 已知 n1=1.20 n2=1.30 d=460 nm (2)透射光的光程差 红光 紫光 紫红色 2 3 玻璃 取 （增强） 氟化镁为增透膜 　　例 为了增加透射率，求氟化镁膜的最小厚度．已知 空气n1=1.00，氟化镁 n2=1.38 ，?=550 nm 减弱 解 则 增透膜和增反膜 　　利用薄膜干涉可以提高光学器件 的透光率 . 在折射率n＝1.50的玻璃上，镀上n＝1.35的透明介质薄膜．入射光波垂直于介质膜表面照射，观察反射光的干涉，发现对λ1＝600nm的光波干涉相消，对λ2＝700nm的光波干涉相长．且在600nm到700nm之间没有别的波长的光是最大限度相消或相长的情形．求所镀介质膜的厚度． 等倾条纹照相和观察等倾条纹的实验装置如图所示 等倾条纹照相 i n M L S f 装置和光路 屏 ＊五、等倾干涉 1. 点光源照明时的干涉条纹分析 L f P o r环 B d n1 n1 n 2 n1 i r A C D · · 2 1 S i 光束1、2的光程差： 得 · · · 折射定律 或 明纹 暗纹 倾角i相同的光线对应同一条干涉条纹——等倾条纹 形状: 条纹特点: 一系列同心圆环 条纹间隔分布: 内疏外密 条纹级次分布: d一定时， 波长对条纹的影响: 膜厚变化时,条纹移动： 理学院 物理系 理学院 物理系 理学院 物理系 大学物理 §11-3 光程 薄膜干涉 第十一章 光学 11-3 光程 薄膜干涉 物理学 第五版