二讲分振幅法干涉.pptVIP

* 第二讲：分振幅法干涉 本次课内容 17-3 薄膜干涉 17-4 劈尖、牛顿环 课本P127--129 17-5 迈克耳孙干涉仪 一 、 光程差 利用薄膜上、下两个表面对入射光的反射和折射，可在反射方向(或透射方向)获得相干光束。 a1 a2 a 斜入射情况 17-3 薄膜干涉 。 光线a2与光线 a1的光程差为： 额外程差 由折射定律和几何关系可得出： 不论入射光的入射角如何 注：额外程差的确定 只要满足n1n2n3(或n1 n2 n3)。额外程差为?/2 只要满足n1n2n3(或n1 n2 n3) 额外程差为0 垂直入射情况下： e n2 反射光干涉条件 二、增透膜和增反膜 增透膜--利用薄膜上、下表面反射光的光程差符合相消干涉条件来减少反射，从而使透射增强。 增反膜-----利用薄膜上、下表面反射光的光程差满足相长干涉，来增强反射。 薄膜 (1) 若反射光相消（增透）干涉的条件中取 k = 1，膜的厚度为多少？ [例]用波长 的单色光从空气垂直入射，照相机镜头 的折射率为n3=1.5，上面涂一层 n2=1.38 的氟化镁增透膜。 解：因为 ，所以反射光经历两次半波损失。反射光相干相消的条件是： 代入k =1 和 n2 求得： 此膜对反射光相长（增反）的条件： 在可见光范围内（400-700 nm），波长412.5nm的光有增反。 (2) 此增透膜在可见光范围内有没有增反？ 17-4、劈尖干涉 牛顿环 夹角很小的两个平面所构成的薄膜 空气劈尖 上、下表面的反射光产生干涉，两相干光的光程差为 垂直入射时 斜入射时 一、劈尖干涉 实心劈尖 (1)劈尖上厚度相同的地方，两相干光的光程差相同，对应一定k值的明或暗条纹。（等厚干涉） (2)棱边处，e=0,?=?/2，出现暗条纹?有“半波损失” (3)实心劈尖任意相邻明条纹对应的厚度差： (4)任意相邻明条纹(或暗条纹)之间的距离为……. [思考] 劈尖角? 愈小，干涉条纹愈 ；? 愈大，干涉条纹愈 。 二、劈尖干涉的应用（干涉膨胀仪） 原理： 利用空气劈尖干涉原理测定样品 的热膨胀系数（如图） 平板玻璃 石英圆环 样品 空气劈尖 现象及结论： 当温度发生变化时，样品发生热胀冷缩现象。如果样品向上（或向下）平移?/2的距离，空气的上下两表面的反射光的光程差将减少（或增加）? 。劈尖各处的干涉条纹发生明?暗?明(或暗?明?暗)的变化。如果观察到某处干涉条纹移过了N条，即表明样品热胀冷缩了N·?/2的长度。 三、牛顿环 介质层中，任一厚度e处上下表面反射光的干涉条件： 当e=0,两反射光的光程差 ?=?/2，所以环心为一暗斑。 r2 = R2 - (R - e)2 ? 2Re 明环半径： k=1，2，… 暗环半径： k=1，2，… 牛顿环干涉图样 例 用紫光照射，借助于低倍测量显微镜测得由中心往外数第 k 级明环的半径 , k 级往上数第16 个明环半径 ，平凸透镜的曲率半径 R=2.50 m。求：紫光的波长？ 解：根据明环半径公式： *