3-4等厚干涉劈尖牛顿环.ppt

* 加强 减弱 i ① ② 例：为增强照相机镜头的透射光，往往在镜头（n3=1.52）上镀一层 MgF2 薄膜（n2=1.38），使对人眼和感光底片最敏感的黄绿光 ? = 555 nm 反射最小，假设光垂直照射镜头，求：MgF2 薄膜的最小厚度。 解： 1‘ 2‘ 增透，即反射相消： k=0,膜最薄 通常 k 取 1： 在该厚度下蓝紫光反射加强，所以我们看到镜头表面为蓝紫色。 问:此增透膜在可见光范围内有没有增反？ 此膜对反射光干涉相长的条件： 可见光波长范围 400~700nm 波长412.5nm的可见光有增反 2.增反膜 减少透光量，增加反射光，使膜上下两表面的反射光满足加强条件。 使两束反射光满足干涉加强条件 例如：激光器谐振腔反射镜采用优质增反膜介质薄膜层已达15 层，其反射率99.9％。 加强 d i i r ① ② r i 以相同倾角i入射的光线，经膜上、下表面反射产生的相干光具有相等的光程差，形成同一级干涉条纹，称为等倾干涉 当光线垂直入射时，介质膜厚度相同的地方，经膜上、下表面反射产生的相干光具有相等的光程差，形成同一级干涉条纹，称为等厚干涉 第四节 等厚干涉 劈尖、牛顿环 一、劈尖(不平行平面薄膜) 单色平行光照射玻璃劈尖。 如：两片玻璃板间的空隙 劈尖角 棱 1、2满足干涉条件，人眼调焦于劈表面观察干涉条纹。 哪两束光干涉？ i ① ② 由于θ很小、d很薄，上下表面近似作平行平面处理， 1”、2‘的光程差仍然有： 单色平行光垂直照射时 Δ由d唯一确定，膜厚d相同的点， Δ相同，干涉状况相同，亮暗相同，构成一条纹。——等厚干涉条纹 明纹： 暗纹： 1、等厚干涉： 在同一干涉条纹下薄膜厚度相同。 等厚干涉条纹是膜的等厚度线！ 劈尖表面上平行于棱的直线下的薄膜厚度相同，所以干涉条纹为平行于劈棱的等间距的一系列平行线。 棱 2.劈尖干涉条纹的形状 暗纹条件 （2）第 k 级暗纹处劈尖厚度 劈棱处（dk=0）为k=0级暗纹 （1） （3）相邻暗纹(或明纹)之间劈尖(膜)的厚度差 3. 膜的厚度与干涉条纹级次的关系 4.相邻条纹间距 —θ可由条纹间距求得 θ大，条纹密而不能辨——∴必需“尖”！ 二、劈尖的应用 1.测量微小物体的厚度 将微小物体夹在两薄玻璃片间，形成劈尖，用单色平行光照射。 数得棱至物之间有M个条纹(间隔) 例：测量钢球直径 用波长为589.3nm的钠黄光垂直照射长 L=20mm 的空气劈尖，测得条纹间距为 求：钢球直径d。 解： 2.检测待测平面的平整度 由于同一条纹下的空气薄膜厚度相同，当待测平面上出现沟槽时条纹向左(向劈棱方向)弯曲。 待测平面 光学平板玻璃 A C B A、B两点下的膜厚相等 A、C两点下的膜厚差λ‘/ 2 —就是沟槽深度。 三、牛顿环 用单色平行光垂直照射,平凸镜下表面和平板玻璃上表面的反射光,即空气薄膜的上下表面的反射光发生干涉，产生牛顿环干涉条纹。 ① ② 牛顿环装置:将一块半径很大的平凸镜与一块平板玻璃叠放在一起，两者之间构成空气薄膜. 哪两束光干涉？ 牛顿环 a. 空气薄膜厚度相同处光程差相同，干涉条纹 为一系列同心圆。 牛顿环的干涉条纹是等厚干涉条纹。 等厚干涉条纹是膜的等厚度线！ b. 圆心处膜厚d=0,为零级暗条纹(零级暗斑). c. 条纹不等间隔,里疏外密. 2.牛顿环干涉条纹的形状 ① ② *