大学物理第十一章光学第3节 光程 薄膜干涉.pptVIP

第十一章 光学 11-3 光程 薄膜干涉 物理学 第五版 * 一 光程 光在真空中的速度 光在介质中的速度 真空中的波长 介质的折射率 介质中的波长 11-3 光程 薄膜干涉 * * P * 11-3 光程 薄膜干涉 * 波程差 相位差 * P * 介质中的波长 11-3 光程 薄膜干涉 * 物理意义：光程就是光在介质中通过的几何路程按相位差相等折合到真空中的路程. * P * 　 (1)光程: 　　　介质折射率与光的几何路程之积 = 11-3 光程 薄膜干涉 * (2)光程差 (两光程之差) 光程差 * P * 相位差 11-3 光程 薄膜干涉 * 干涉加强 干涉减弱 11-3 光程 薄膜干涉 * 二 . 透镜不会产生附加光程差 物点到象点（亮点）各 S ? a c b · · S F a c b · A B C F? a c b · A B C F 在干涉和衍射装置中经常要用到透镜， 光线经过透镜后并不附加光程差。 焦点 F、F? 都是亮点， 说明各光线在此同相叠加。 而 A、B、C 或 a、b、c 都在同相面上。 光线之间的光程差为零。 B?F， C?F 说明 A?F， 各光线等光程。 B?F?， C?F? 或 A?F?， 11-3 光程 薄膜干涉 解1: 1)如挡s1, 0级上移到P点处,即无薄片时的3.5级处。 (0) 0 3.5 无薄片, P点光程差: 加薄片, P点光程差: 36 薄片增加的光程差: 例5:杨氏双缝实验, 用透明薄片挡住一个缝发现中央明纹移动了3.5个条纹, 如入射光波长?=5500? , 薄片折射率n=1.4 。 问: 1)该薄片增加了多少光程差? 2)该薄片厚度e=? P * 厚度均匀薄膜在无穷远处的等倾条纹。 三、 薄膜干涉（film interference） ▲ 薄膜干涉是分振幅干涉。 ▲ 日常中见到的薄膜干涉： 肥皂泡上的彩色、 雨天地上油膜的彩色、 昆虫翅膀的彩色…。 ▲ 膜为何要薄？ ─ 光的相干长度所限。 膜的薄、厚是相对的， 与光的单色性好坏有关。 ▲普遍地讨论薄膜干涉是个极为复杂的问题。 实际 意义最大的是厚度不均匀薄膜表面的等厚条纹和 * P L D C 3 4 E 5 A 1 B 2 11-3 光程 薄膜干涉 * P L D C 3 4 E 5 A 1 B 2 11-3 光程 薄膜干涉 * 反射光的光程差 加 强 减 弱 P L D C 3 4 E 5 A 1 B 2 11-3 光程 薄膜干涉 * 透射光的光程差 注意：透射光和反射光干涉具有互补 性 ，符合能量守恒定律. 根据具体情况而定 P L D C 3 4 E 5 A 1 B 2 11-3 光程 薄膜干涉 * 当光线垂直入射时 当 时 当 时 11-3 光程 薄膜干涉 * 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？ 11-3 光程 薄膜干涉 * 解 (1) 绿色 已知 n1=1.20 n2=1.30 d=460 nm 11-3 光程 薄膜干涉 * (2)透射光的光程差 红光 紫光 紫红色 11-3 光程 薄膜干涉 * 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 . 11-3 光程 薄膜干涉 * 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 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