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蓝光干涉条纹间距小
光波是电磁波。 光的干涉要满足波的干涉的一般条件,即频率相同、振动方向相同、位相差恒定。 如何获得相干光呢? §13-1 光源 单色光和相干光 一 普通光源的发光机理 1 光源:发光体 特点: 二 单色光和相干光 单色光:具有单一频率的光 三 相干光的获得 获得相干光的方法 §13-2 双缝干涉 杨氏双缝 实验装置 例: 在杨氏双缝实验中,屏与双缝之间的距离D=1m,用单色光源(?=589.3nm),问(1)d=2mm和(2)d=10mm两种情况下,相邻明条纹间距各为多大? 解:相邻明条纹的间距 例 双缝实验,D=1m,d=2mm,问(1)?=632.8nm,(2) ?=400nm,明条纹间距分别是多大? 3 当D 、d一定时,条纹间距的大小与波长成正比,红光干涉条纹间距大,蓝光干涉条纹间距小; 4 复色光作光源时,出现彩色的干涉条纹。级数较高时,不同级数的各色条纹会相互重叠。 例 在杨氏双缝实验中,采用加有蓝绿色滤光片的白光光源,其波长范围为??=100nm,平均波长为490nm。试估算从第几级开始,条纹将变得无法分辨? §13-3 光程和光程差 一、 光程 光在媒质中传播x距离所需时间 二 、 引入光程的意义 两波源的振动传播到P点时分别为 2 干涉明暗条纹条件 例:杨氏双缝干涉实验,插入介质片。 再问:零级明纹是上移还是下移? 三 薄透镜的等光程性 §13-4 薄膜干涉----等倾干涉 3 明暗条纹的条件 4 干涉条纹的特点 ?面光源可以使条纹的对比度增加。 ?单色光:明暗条纹;复色光:彩色条纹 例:用波长?=700nm的红光以30°角入射到肥皂膜上,如果能产生二级反射干涉条纹,问肥皂膜的厚度。已知肥皂膜的折射率为1.33。 二 透射光的干涉 三 增透膜和高反射膜 2 高反射膜 §13-5 薄膜干涉——等厚干涉 一 等厚干涉条纹 干涉条件 二 劈尖的干涉 2 等厚干涉的条纹间距 3 劈尖干涉的应用 例:在牛顿环干涉实验中,如用波长589.3nm的钠光照射,测得第k条暗环的半径rk=4.0mm,第k+5条暗环的半径rk+5=6.00mm。试求所用透镜的曲率半径。 13-6 迈克耳逊干涉仪 一 迈克尔逊干涉仪的结构和原理 §13-7 干涉条纹的可见度 相干条件是产生干涉条纹的必要条件,能否观察到干涉条纹,还有赖其清晰程度。 1 干涉条纹的可见度 两相干光叠加时,光强分布为: 影响干涉条纹可见度的因素: 两束相干光的光强之比 光的单色性 光源的线度 2、时间相干性 干涉条纹可见度 干涉条纹可见度 3、空间相干性 光源宽度对干涉条纹产生影响 解: 设M2在D镀银层所形成的虚像为M2’。此时M2和M2’构成空气劈尖。 相邻两明纹的间距为 ? ?x ek ek+1 与之相应的空气膜厚度的增量为 所以M2和M2’夹角为 ? ?x ek ek+1 干涉图象中明纹的最大光强Imax与相邻暗纹的最小光强Imin两者之差与两者之和的比值 两束光的强度越接近,可见度越大,干涉条纹越清晰。 解:(1)nn1n2,反射光无半波损失 绿色 紫红色 (2)透射光 1 增透膜 MgF2 n=1.38 反射光干涉相消,透射光增强。 n2 n3 n1 n1 MgF2 n2=1.38 玻璃 n3=1.5 e 入射角很小时 反射光干涉相消条件 最小膜厚度 反射加强 ZnS n=2.40 n1 n2 n3 e n3 n2 n1 干涉加强条件 最小膜厚度 [练习]在白光下,观察一层折射率为 1.30的薄油膜,若观察方向与油膜表面法线成300角时,可看到油膜呈蓝色(波长为 480nm),试求油膜的最小厚度。如果从法向观察,反射光呈什么颜色? 解: 需考虑半波损失。根据明纹条件 k=1时有 从法向观察,i=0: k=1时: k=2时: ----绿色光 ----紫外光,不可见 局部可看成等厚的薄膜, 入射角i保持不变,光程差仅与膜的厚度有关。厚度相同的地方,对应同一条干涉条纹 ——等厚干涉 平行光照射到厚度不均匀的薄膜上 光程差的计算 垂直入射,光程差为 条纹形状决定于膜层厚度的分布情况。 劈尖膜、牛顿环 1 简单描述 ? 在“空气”膜上产生干涉效应,玻璃只起到形成空气劈尖的作用。 e k + 1 ek θ l ? ?l ek ek+1 平行的等间距的直条纹 如果?相当大,干涉条纹就密得无法分开 ?检查光学平面的平整度 ?测量微小长度 Δh 待测块规 λ 标准块规 平晶 等厚条纹 待测工件 平晶 [例]为测定Si上的SiO2厚度d,
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