5分振幅干涉(等倾)ok.ppt

* * 二、等倾干涉（厚度均匀的薄膜干涉） 垂直入射i=0 等倾条纹 i 相同倾角的光在透镜的焦平面上会聚于同一圆环上，故称 明暗条件 （1）公式的适用条件： ? ? ?/2 讨论： n1?n?n2; n1?n?n2 ? ?/2 n1?n?n2; n1?n?n2 ? ?/2 （2）透射光也有干涉现象 反射光加强的点， 透射光正好减弱 （互补） （3）若光垂直入射 复色光垂直入射，在薄膜表面上： 有的颜色亮，有的消失，没有干涉条纹。 或全亮或全暗、或一片均匀的光亮，没有干涉条纹。 单色光垂直入射，在薄膜表面上： 1、 等倾条纹是一组同心圆 （中心点特征） 2、愈往中心，条纹级别愈高 条纹特征 （注意与牛顿环比较） i (i=0) L f P o r环 B h n1 n1 n n1 i i2 A C D · · 2 1 S i i i · · · 从中心数起来第N个条纹附近相邻两圆环间角间距（对透镜中心） 3、愈往边缘圆环的间隔愈密（内疏外密）* 原来是第4级条纹的位置现在是第5级，4、3、2、1级分别向外移动一条，故看到 条纹自内向外冒出 若h?则 m ? 4、动态反应 考察中心点 5 4 3 2 1 4 3 2 1 根据冒出的条纹数N，可测定微小厚度的变化 连续增加薄膜的厚度，视场中条纹自里向外冒出，反之，缩入 （与牛顿环比较：现象相反） 面光源照明时，干涉条纹的分析 只要 i 相同，都将汇聚在同一个干涉环上（非相干叠加），明暗对比更鲜明。（插入毛玻璃以扩展光源扩大视场） 观察等倾条纹，没有光源宽度和条纹衬比度的矛盾 ! i P i f o r环 h n? n? n n? 面光源 · · · 波长对条纹分布的影响 复色光照明，长波长在里，短波长在外 观察等倾条纹的实验装置和光路 应用: 照相机镜头表面、太阳能电池表面镀有增透膜 、激光谐振腔反射镜增反膜，隐形飞机…… 增透膜（消反射膜）低膜） 或增反射膜（高膜） 2、增透膜或者增反膜的光学厚度均选定 ?/4 ？ 1、消反射?反射双光束相位差? ，振幅相等 对特定波长? ? 增透膜 增反膜 原理 如图（a） 如图（b） 膜的选择 低膜（L） 高膜（H） 光学厚度 半波损 无 有 两反光程差 效果 相干相消 消反射增透射 相干相长 增反射 在折射率为 1.50 的照相机玻璃镜头表面涂一层 MgF2 (n=1.38) 这层膜应多厚？（黄绿光波长为5500A0） 假定光垂直入射 最薄的膜 m=0 ，此时 m取其它值亦可，但h不能太厚 镜头颜色呈蓝紫色?黄绿光增透 迈克耳逊干涉仪 一. 仪器结构、光路 二 . 工作原理 光束2′和1′发生干涉 若M?1、M2平行 ? 等倾条纹 若M?1、M2有小夹角 ? 等厚条纹 十字叉丝 等厚条纹 M?1 2 2? 1 1? 半透半反膜 补偿板 反射镜 反射镜 光源 观测装置 薄膜 补偿板补偿两臂的附加光程差 补偿色散（白光照明 ） S M2 M1 G1 G2 干涉条纹的特征 迈克耳逊干涉仪是严格的双光束干涉装置。干涉等效于空气中的空气薄膜干涉。 一、平行?等倾圆条纹 (1) 条纹特征同前（内疏外密；内高外低） (2) 等倾圆条纹的变化 d每减少?/2： 视场中心内陷一个条纹，视场内条纹向中心收缩，条纹变稀疏 d每增加?/2： 视场中心外冒一个条纹，视场内条纹向外扩张，条纹变稠密 能够数的条纹数决定了测长精度。若可以数出1/20 个条纹的变化，则测长精度为?/40。 每移动半个波长，要外冒（或内陷）一个条纹，若移动N个，则移动距离D为： (3) M?1、M2重合漆黑一片。1、2光束在平晶G1背面内侧和背面外侧各反射一次，两者相位突变正好相反，即存在半波损 M?1 2 2? 1 1? 半透半反膜 补偿板 反射镜 反射镜 光源 薄膜 S M2 M1 G1 G2 二、交叉?等厚干涉条纹 若d大时,由于使用的扩展光源,空间相干性极差, 干涉消失； ?d, 出现凸向空气膜薄边、弧状的干涉条纹，朝背离交线的方向平移；?d , Ｍ1Ｍ?2 相交, 出现等厚直条纹； d?, 出现凸向空气膜薄边、弧状的条纹，朝交线的方向平移 在Ｍ1Ｍ?2 的相交处 ,两光等光程, 即干涉仪两臂等光程 ,不论哪种波长,交点处都是等光程点，该处是暗纹，周围彩色分布，常用来确定等光程点的位置。 1、Ｍ1Ｍ?2 不平行, d ?? ？ 2、白光做光源 ？ M2 M1? M2 M1? M2 M1? M1? M2 M1? M2 M2 M1? M2 M1? M2 M1? M1? M2