光的干涉理论基础概要.ppt

* * （A）凸起，且高度为 ? /4； （B）凸起，且高度为 ? /2； （C）凹陷，且深度为 ? /2； （D）凹陷，且深度为 ? /4。 [ C ] 空气劈尖 工件 平面玻璃 * * 1.10.2 镀膜光学元件 增透膜：在光学元件表面镀膜，使反射光干涉相消，增加透射光的强度，减少光能损失。 反射膜：增强某一光谱区的反射能量 冷光膜：高效地反射可见光，加强红外光的透射。减少透镜受热，增加透射光强度 n0 n2 n1 (1) (2) (3) (4) 第一界面 第二界面 入射光 薄膜干涉： n0 n2增反膜 n0＜n2 ，增透膜 零反射 * * 玻璃 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 , 氟化镁 , 2 3 解 减弱 取 * * 1.10.3 测量长度的微小变化 干涉膨胀仪 计算出来，即可计算热膨胀系数，也可用来测量物体长度的微小变化 在某一标记处，有y条干涉条纹移动 8 * * 测膜厚、细丝直径 Si 空气 * * [例] 在金属铝的表面，经常利用阳极氧化等方法形成一层透明的氧化铝 ( Al2 O3 ) 薄膜，其折射率n = 1.80.设一磨光的铝片表面形成了厚度d ＝ 250nm的透明氧化铝薄层，问在日光下观察，其表面呈现什么颜色？（设白光垂直照射到铝片上，铝的折射率小于氧化铝的折射率） 解： 1 2 d n 铝 表面呈橙红色 * * 第一层： 第二层： [例]氦氖激光器中的谐振腔反射镜，对波长?=6328?的单色光的反射率要求达99%以上，为此反射镜采用在玻璃表面镀上的多层膜，求每层薄膜的实际厚度(按最小厚度要求，光近似垂直入射) 解： * * 例 用波长为 的单色光垂直照射折射率为 的劈尖薄膜如图.图中各部分折射率的关系是 ，观察反射光的干涉条纹，从劈尖顶开始向右数第 5 条暗条纹中心所对应的厚度 e 为__________ 暗条纹 第 5 条暗条纹 k = 4 * * [例]利用空气劈尖测细丝直径，如图所示，已知λ=589.33nm，L=2.888×10-2m，测得30条条纹的总宽度为4.295×10-3m，求细丝直径D。 解 由题可知，30条条纹总宽度为x=4.295×l0-3m，相邻条纹间距 * * 1.10.4 牛顿环 干涉发生在空气膜上下表面的反射光中 s 读数显微镜系统T L M O A B 平玻璃板 平凸透镜 * * 暗环半径 明纹 以接触点O为圆心的同心圆环，称为牛顿环 明环半径 暗纹 透射光中也可观察到牛顿环 明环半径 暗环半径 * * 反射光中牛顿环 透射光中干涉 反射光发生干涉 透射光发生干涉 光程差 光程差 接触点O， 暗的 接触点O， 亮的 暗环半径 明环半径 半径 暗环半径 明环半径 半径 反射光中亮环半径等于透射光中暗环半径 外环 j 值大，与等倾干涉条纹相反 * * [例]如图，用单色光垂直照射在观察牛顿环的装置上，当平凸透镜垂直 向上缓慢平移远离平面玻璃时 ，可以观察到这些环状干涉条纹 （1）向右平移； （2）向中心收缩； （3）向外扩张； （4）静止不动； （5）向左平移. 例 若在牛顿环装置的透镜和平板玻璃板间充满某种折射率大于透镜折射率而小于平板玻璃的某种液体，则从入射光方向所观察到的牛顿环的环心是 （1）暗斑 （2）明斑 （3）半明半暗的斑 （4）干涉现象消失 * * 解：透镜与玻璃之间为空气时，第10条明纹的直径为 [例]在牛顿环实验中，当透镜与玻璃之间充以某种液体时，第10个亮环的直径由1.40×l0-2m变为1.27×10-2m，试求这种液体的折射率 。 透镜与玻璃之间为液体时，第10条明纹的直径为 * * 本节小结 检查光学元件的表面 测量长度的微小变化 牛顿环 反射光发生干涉 透射光发生干涉 光程差 光程差 接触点O， 暗的 接触点O， 亮的 暗环半径 明环半径 暗环半径 明环半径 半径 半径 * * 1.4 解: (1) 亮纹位置 所以 (2) 令 * * 解：对于反射光亮纹 所以 可得 1.15 s1 s2 t1 t2 n1 n2 r1 r2 P 如图2所示，s1、s2是两个相干光源，它们到P点的距离分别为r1和 r2，路径s1P垂直穿过一块厚度为t1，折射率为n1的介质板，路径s2P垂直穿过厚度为t2，折射率为n2的另一介质板，其余部分可看作真空，这两条路径的光程差等于( ) (A) (B) (C) (