光学(薄膜干涉)资料讲解.ppt

多层高反射膜 H L ZnS MgF2 H L ZnS MgF2 在玻璃上交替镀上光学厚度均为?/4的高折射率ZnS膜和低折射率的MgF2膜，形成多层高反射膜。 美国物理学家，主要从事光学研究，有生之年一直是光速测定的国际中心人物。 (1)1879年他用自己改进了的傅科方法，获 得光速值为299 910±50km/s； (2)1887年的迈克耳孙—莫雷实验，否定了以 太的存在，它动摇了经典物理学的基础； (3)1893年首倡用光波波长作为长度基准； (4)1920年第一次测量了恒星的尺寸（恒星参宿四 ）； (5)1907年获诺贝尔物理学奖金。 A. Michelson (1852-1931) 四、 迈克耳逊干涉仪 P S M2 M1 G1 G2 L M2 1. 干涉仪结构 d 2. 工作原理 光束 1 和 2 发生干涉，光程差： (无半波损失) 加强 减弱 距离 d 每变化半个波长，则干涉条纹移过1条;若M1平移 ? d 时，干涉条纹移过 ? n条，即 装置优点：设计精巧，两束相干光完全分开，可以方便 的改变任一光路的光程。 (2) 若M1、M2有小夹角 当M1和M2不平行，且光平行入射, 此时为等厚条纹 (1) 若M?1、M2平行 等倾条纹 3. 干涉图像分析 虽然都是环状干涉条纹，但迈克尔逊干涉图样中干涉级数越高半径越小，而牛顿环干涉级数越大半径越大。 牛顿环 迈克尔逊干涉图样 (3)与牛顿环的比较 (5) 应用 1、微小位移测量（误差不超过±? / 2） 3、测介质的折射率 2、测波长 用氦氖激光(632.8nm)作光源,迈克耳逊干涉仪中的M1反射镜移动了一段距离,数得干涉条纹移动了792条 例 求 解 M1移动的距离。 若已知光源的波长，利用此方法可以精密测定长度；若已知长度，则可以测定光源的波长。 空气的折射率n 。 在迈克耳孙干涉仪的两臂中，分别插入l=10.0cm 长的玻璃管，其中一个抽成真空，另一个储有压强为1.013×105Pa的空气，用以测定空气的折射率n 。设所用光波波长为546nm，实验时，向真空玻璃管中逐渐充入空气，直至压强达到1.013×105Pa 。在此过程中，观察到107.2条干涉条纹的移动 例 求 解 设玻璃管充入空气前，两相干光之间的光程差为 Δ1 ，充入空气后两相干光的光程差为Δ2 ，根据题意，有 因为干涉条纹每移动1条，应对于光程变化1个波长，所以 故空气的折射率为 作业： 《习题册》第18单元：选择题4，5，6 填空题3,4,5,6,7 计算题1，2 下周三交，作为平时成绩考核！ 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 * 共同点：光照在一层薄膜表面反射时发生的现象。 * 有关考试 考试时间:12月10日（星期四）14:00-15:40 地点：3415,3416（西） 考试内容： 14、15章占45%；17章占55% （带*章节不属于考试范围） 日常生活中的一些现象 §12.3 分振幅干涉 n 3 d 反射光线 2，3的光程差： 1、薄膜上、下表面反射光的干涉： 2 反射光2和3有“半波损失”吗 ？ 所以2，3的实际光程差为： 反射光2有“半波损失”，3没有！ 1 空气 一、薄膜干涉 （分振幅法获取相干光） 考虑到“半波损失” 干涉明纹 干涉暗纹 等厚干涉： 当入射光的波长一定时，厚度相同的地方干涉结果也相同，这种干涉称为等厚干涉。 膜为何要薄？ 讨论： 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。 规律：若三种介质的折射率分别为 并如图排列 如果两束光线都没有半波损失，或者都有半波损失，或者其中一束有偶数次半波损失，则光程差不附加 两束光线，经过不同光程后叠加，如果只有一束光线在传播过程中有半波损失，则光程差应附加 ；； 否则必须考虑“半波损失”，即 1 3 2 d 反射光线 2，3的光程差不考虑“半波损失”，即： 说明： 反射光的干涉加强时，透射光的干涉减弱。 2、薄膜中透射光的干涉：