大学物理波动光学1剖析.ppt

增透膜 在透镜表面镀一层厚度均匀的透明介质膜，使其上、下表面对某种色光的反射光产生相消干涉，其结果是减少了该光的反射，增加了它的透射。 照相机镜头 眼镜 透镜镀膜 —— 薄膜干涉的应用 增透膜 反射光干涉相消条件： n = 1.38 n2 = 1.5 n1=1.0 最薄的膜层厚度（k = 0）为： 激光器谐振腔 宇航服 增反膜 利用薄膜干涉原理，使薄膜上、下表面对某种色光的反射光发生相长干涉，其结果是增加了该光的反射，减少了它的透射。 d n L 12-3-2 等厚干涉 一 劈形膜干涉 n d 说明： 1. 条纹级次 k 随着劈尖的厚度而变化，因此这种干涉称为等厚干涉。条纹为一组平行与棱边的平行线。 2 . 由于存在半波损失，棱边上为零级暗纹。 加强： 相消： 相邻条纹所对应的厚度差： 相邻条纹间的距离： L n l 薄膜厚度： 条纹数 应用一 薄膜厚度的测量 说明 ?k反映了偏离直线条纹的程度。 应用二 光学表面检查 d ?d 若因畸变使某处移动了一个条纹的距离，?k=1，则 k-1 k k+1 表面凸起 k-1 k k+1 表面凹陷 讨论： 1、 越小 ，条纹间距 越大。当 太大时，因条纹太密而 观察不到。 2、因等厚关系，条纹平行于劈尖棱边的直条纹，如果玻璃不 平整，条纹将弯曲。 3、 不变，改变膜厚对条纹的影响 条纹间距不变，但要移动。 4、 变化对条纹的影响 增大，条纹变密，且缩向棱边 减小，条纹变疏，且离开棱边 例6. 有一玻璃劈尖，夹角? = 8 ?10-5 rad，放在空气中。波长 ? = 0.589 ?m 的单色光垂直入射时，测得相邻干涉条纹的宽度为 l = 2.4 mm，求玻璃的折射率。 解： n l 二、牛顿环 牛顿环的特点： 干涉条纹是以平凸透镜与平面玻璃板的接触点为圆心的明暗相间的圆环，中心为暗点；条纹间距不相等，且内疏外密。 是一种薄膜等厚干涉 薄膜的上表面为球面 薄膜的下表面为平面 R为球面的曲率半径 r为干涉圆环的半径 薄膜介质的折射率为n 讨论反射光的干涉现象 透射光？ 暗纹 明纹 牛顿环半径公式： 明环 暗环 r 讨论： 1、中心为暗斑（k = 0 ），以后是一级明环，一级暗环，二级明环，二级暗环 2、随 ，条纹间距 ，所以牛顿环从里向外逐渐变密 3、实验中常发现牛顿环中心并非暗斑，而是灰斑，这是由于透镜与玻璃之间存在灰尘或污物 4、如从透射光中观察牛顿环，则由于不存在半波损失，中央为明斑（劈尖也存在这问题） 例题、用钠灯（? = 589.3nm）观察牛顿环，看到 第k条暗环的半径为r = 4mm，第k+5条暗环半径 r = 6mm，求所用平凸透镜的曲率半径R。 解： 联立求解： 　条纹怎样，如何计算条纹半径，级次？ 迈克耳孙(A.A.Michelson, 1852-1931)干涉仪是利用光的干涉精确测量长度和长度变化的仪器。 12-3-3 迈克耳孙干涉仪 迈克耳孙和莫雷曾利用它进行过著名的否定旧以太说的实验，在物理学中占有一定地位。 在近代科学技术中也有重要应用。 G1 G2 迈克耳孙等倾干涉 迈克耳孙等厚干涉 例7. 当把折射率n = 1.40的薄膜放入迈克耳孙干涉仪的一臂时，如果产生了7.0条条纹的移动，求薄膜的厚度。（已知钠光的波长为? = 589.3nm） 解： d * * 物质发光的基本单元——分子、原子等从具有较高能量的激发态向具有较低能量的状态（基态或低激发态）跃迁时，发射的一个电磁波波列 1、半波损失 当光由光疏介质射向光密介质，在界面上发生反射时，在反射点处反射光的光矢量相对于入射光光矢量的相位发生大小为?的突变。 当光由光密介质射向光疏介质，在界面上发生反射时，不发生相位突变。 有半波损失 无半波损失 2、干涉图像的特点 与杨氏实验比较： ①亮暗条纹的位置正好互换。 ②只有上半部分的干涉图像。 12-2-3 光程 设光在折射率为 n 的介质中传播的几何路程为 r 。 包含的完整波个数: 真空中的几何路程： 光程：光在介质中传播的几何路程 r 与该介质折射率 n 的乘积 nr 。 光程的物理意义：光在媒质中经过的路程折算到同一时间内在真空中经过的相应路程。 光干涉的一般条件： 对光干涉起决定作用的不是这两束光的几何路程之差，而是两者的光程差。 从物点发出的不同光线，经不同路径通过薄透镜后会聚成为一个明亮的实像 ，说明从物点到像点，