光学第1章光的干涉(第4讲)浅析.ppt

二、非定域与定域干涉 另外，处理两列干涉光波的光程差时还需考虑相干光波本身存在的额外程差?/2。 （2）干涉圆环条纹越向外越密（内疏外密）。 （3）薄膜越薄，由上式知，h越小，?i2越大即圆环越疏。 * * ▲ 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…。 一、薄膜干涉现象 ▲ 实际意义最大的是厚度不均匀薄膜表面附近出现的等厚干涉条纹和厚度均匀薄膜在无穷远处出现的等倾干涉条纹。 §1.6 分振幅薄膜干涉（一）--等倾干涉 第一章 光的干涉 §1.6 分振幅薄膜干涉（一）--等倾干涉 第一章 光的干涉 例如： （1）等倾干涉（定域于无穷远处）； （2）等厚干涉（定域于薄膜表面附近）。 1、非定域干涉 2、定域干涉 由点光源所产生的干涉。特点是在两束光波相遇的整个区域都出现干涉花样。 由扩展光源（有一定大小的光源 ）所产生的干涉。特点是在两束光波相遇的某些特殊区域才出现干涉花样。 §1.6 分振幅薄膜干涉（一）--等倾干涉 第一章 光的干涉 三、单色点光源引起的干涉现象 两束反射光 和 在 处相干叠加，透射光也可相干叠加。 等倾干涉：光源入射到厚度均匀的薄膜上所产生的薄膜干涉。 §1.6 分振幅薄膜干涉（一）--等倾干涉 第一章 光的干涉 光程差的计算 叠加处（S’点）的亮或暗取决于两束相干光束的光程差。 A B 焦平面 §1.6 分振幅薄膜干涉（一）--等倾干涉 第一章 光的干涉 注：需要考虑额外程差的场合， （1）n1n2n3 ；（2）n1n2n3 ,其中n1、 n3为薄膜两侧介质的折射率， n2为薄膜折射率。 光程差 考虑额外程差，则两束相干光波的光程差为： §1.6 分振幅薄膜干涉（一）--等倾干涉 第一章 光的干涉 S’点是相长干涉或相消干涉决定于： 这种条纹级数只与入射光的入射角有关的干涉，称为等倾干涉。 当薄膜的厚度均匀时，条纹级数只与入射角有关。点光源发出的有着相同入射角的圆锥形光束，经薄膜干涉后将产生圆形的条纹，即明暗相间的同心圆环条纹。--坡耳实验现象。 相消干涉 ｛ 其中干涉级 相长干涉 问题：透射光的干涉条件？与反射光的干涉花样有什么联系？ 花样: 具有相同倾角 i1 的光线，在膜面上入射点的轨迹是一个圆，因此，等倾干涉装置之屏上的等倾条纹，是一系列同心圆环。 f ’ o d0 n1 n1 n2 n1 S · L P r i1 i1 i1 A · i1 a1 B · i2 C · a2 §1.6 分振幅薄膜干涉（一）--等倾干涉 第一章 光的干涉 圆环的的半径：r = f ’tani1 ? f ’sin i1。垂直入射，i1=0，r(i1=0)=0, 对应条纹中心。 §1.6 分振幅薄膜干涉（一）-等倾干涉 第一章 光的干涉 等倾干涉花样的特点 （1）干涉花样是明暗相间的同心圆环，在垂直方向观察薄膜产生的干涉条纹，则i2越大，所对应的条纹离中心越远，而干涉条纹的级数却越小。 求两相邻干涉条纹间距。 由 可得： （4）由 知，对于一定的 j，当d0增大，i2随之增大，即圆环在扩大。 当h增大为 时， ，中心对应的条纹级数将变为 j+1，即从中心处又“冒出”一个新的圆环；反之，则中心处将“淹没”一个圆环。 在中心处，i2=0，则 §1.6 分振幅薄膜干涉（一）-等倾干涉 第一章 光的干涉 §1.6 分振幅薄膜干涉（一）-等倾干涉 第一章 光的干涉 （5）如果改变入射光的波长，则波长变大，圆环将向中心移动，并不断“淹没”。 （6）白光作为光源，则观察到外紫内红的彩色同心圆环条纹。 四、单色发光平面所引起的 干涉现象 i1 P i1 f o r d0 n1 n1 n2 n1 面光源 · · · 结论: (1）等倾干涉条纹定域于无限远处（置透镜，则在焦平面上，否则无穷）。 （2）光源的大小对等倾干涉条纹的可见度并无影响。而且还增加了条纹的强度。