薄膜干涉及应用高二物理光学部分教学课件北京育中.pptxVIP

薄膜干涉及应用一、薄膜干涉如图，点着酒精灯，在其火焰上洒一些食盐，使酒精灯便发出黄色的火焰。把带肥皂液薄膜的金属圈放在酒精灯旁适当的位置，使眼睛恰能看到由薄膜反射而生成的黄色火焰的虚像。当肥皂薄膜下垂到一定程度，就在虚像上出现了明暗相间的干涉条纹。一、薄膜干涉干涉条纹形成的原因：竖立的肥皂薄膜在重力作用下形成了上薄下厚的楔形。当酒精灯的火焰照射到薄膜上时，分别从膜的前表面和后表面反射的两列光波，它们频率相同，方向一致，能产生干涉。在薄膜的某些地方，两列光波反射回来时，恰是波峰和波峰叠加，波谷和波谷叠加，使光波的振动加强，形成亮条纹；而在另一些地方，两列光波的波峰和波谷叠加，使光波的振动互相抵消，形成暗条纹。想一下，在亮条纹处，对应的薄膜的厚度与波长关系怎样？在暗条纹处，对应的薄膜的厚度与波长关系怎样？一、薄膜干涉不同单色光的薄膜干涉条纹 可见，波长λ越长，干涉条纹越宽白光的薄膜干涉条纹——彩色条纹水面上的油膜呈彩色二、应用（一）——检查表面的平整程度标准样板空气薄层待检部件取一个透明的标准样板，放在待检查的部件表面并在一端垫一薄片，使样板的平面与被检查的平面间形成一个楔形空气膜，用单色光从上面照射，入射光从空气层的上下表面反射出两列光形成相干光，从反射光中就会看到干涉条纹二、应用（一）——检查表面的平整程度单色光标准样板薄片被检测平面(a) (b) (c) 如果被检表面是平的，产生的干涉条纹就是平行的,如图（b）所示；如果观察到的干涉条纹如图（c）所示，则表示被检测表面微有凸起或凹下，这些凸起或凹下的地方的干涉条纹就弯曲。从弯曲的程度就可以了解被测表面的平整情况。这种测量精度可达10-6cm。注：薄片厚度一般仅为零点零几毫米左右，只相当于一张纸片的厚度二、应用（二）——增透膜镀层薄膜在透镜或棱镜的表面上涂上一层薄膜(一般用氟化镁)。当薄膜的厚度适当时，在薄膜的两个表面上反射路程度恰好等于半个波长，因而互相抵，这就大大减小光的反射损失，增强了透射光的强度，这种薄膜叫增透膜。二、应用（二）——增透膜1、增透的条件是什么？即镀层薄膜的厚度至少多大？薄膜的厚度至少是入射光在薄膜中波长的1/4。2、是否对所有颜色的光都有增透的作用？因为人眼对绿光最敏感，所以一般增强绿光的透射，即薄膜的厚度是绿光在薄膜中波长的1/4。由于其它色光不能被有效透射，故反射较强，这样的镜头呈淡紫色。练习1、下列现象属于薄膜干涉的有: （ ）A.在水面上的油膜呈现的彩色花纹; B.雨后天空中呈现的彩虹;C.阳光下通过三棱镜得到的彩色条纹D.肥皂泡上呈现的彩色环纹。返回 2、用单色光照射肥皂薄膜:（ ）A.看到的干涉图样是明暗相间的条纹;B.从光源发出的光与肥皂膜表面反射的光发 生干涉,形成干涉图样。C.一束入射光从薄膜的前表面和后表面分别 反射出来,形成两列波,这两列波频率相同, 所以可以产生干涉;D.若改用白光照射则看不到干涉条纹。2002（上海卷）3、如图所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置，P是附有肥皂膜的铁丝圈，S是一点燃的酒精灯。往火焰上洒些盐后，在肥皂膜上观察到的干涉图象应是下图中的（ ）(93年高考题)4、如右图是用干涉法检查某种厚玻璃的上表面是否平的装置，所用单色光是用普通光源加滤光片产生的，检查中所观察到的干涉条纹是由哪两个表面反射的光叠加而成的( )A．a的上表面和b的下表面B．a的上表面和b的上表面C．a的下表面和b的上表面D．a的下表面和b的下表面　　2003（上海卷）5、劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图1所示。将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图2所示。干涉条纹有如下特点：⑴任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；⑵任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。现若在图1装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹将（ ） A.变疏B.变密C.不变D.消失6、有关光学仪器上镜头的增透膜，下列说法正确的是：A．增透膜是为了减少光的反射损失而增强透光的强度；B．增透膜的厚度等于入射光在真空中波长的；C．增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的；D．因为增透膜厚度一般选适合绿光反射相互抵消的厚度，红光紫光反射不能完全抵消的厚度，所以涂有增透膜的镜头呈淡紫色。7、将波长为λ的单色光从空气垂直入射到折射率为n的透明介质膜上，要使透射光得到加强，薄膜的厚度最少应为（ ）A，λ/4n； B，λ/2n； C，λ/4； D，λ/2