2_光程与光程差及薄膜干涉.ppt

12–3 光程与光程差 * 第12章 光的干涉 14 – 2 杨氏双缝干涉实验 光程 劳埃德镜 光在媒质中的速度 媒质中的波长 介质的折射率 n 真空 §12-3 光程与光程差 位相差 物理意义：光程就是光在媒质中通过的几何路程 , 按时间相等折合到真空中的路程. （1）光程：媒质折射率n与光的几何路程r的乘积 媒质中的波长 * P * 当光经历几种介质时： §12-3 光程与光程差 （2）光程差 光程差 干涉加强 位相差 干涉减弱 * P * §12-3 光程与光程差 例12.2　在杨氏双缝干涉实验中，入射光的波长为λ，现在 缝上放置一片厚度为d，折射率为n的透明介质，试问原来的零级明纹将如何移动？如果观测到零级明纹移到了原来的k级明纹处，求该透明介质的厚度d. 解　如图所示，有透明介质时，从 和 到观测点P的光程差为 §12-3 光程与光程差 零级明纹相应的 ，其位置应满足 原来没有介质时k级明纹的位置满足 §12-3 光程与光程差 P L 一、薄膜干涉 D A C B §12-4 薄膜干涉 反射光的光程差 加强（明） 减弱（暗） P L D A C B §12-4 薄膜干涉 透射光的光程差 注意：透射光和反射光干涉具有互补性，符合能量守恒定律. 根据具体情况而定 P L D A C B §12-4 薄膜干涉 等倾干涉 屏幕 扩展光 源 透镜 n 扩展光源各个方向来的光线照射到厚度均匀的薄膜后，在无穷远处产生的干涉。 §12-4 薄膜干涉 对于厚度均匀的平行平面膜（e=常数）来说，倾角相同的光线都有相同的光程差，因而属于同一级别的干涉条纹，故此叫做等倾干涉。 其具体运用之一就是增透膜或增反膜。 §12-4 薄膜干涉 A B 透镜不引起附加的光程差 A B 焦平面 二、增透膜与增反膜 §12-4 薄膜干涉 增透膜 在比较复杂的光学系统中，普通光学镜头都有反射： ① 带来光能损失； ② 影响成象质量。 为消除这些影响，用增透膜使反射光干涉相消。 §12-4 薄膜干涉 增反膜 在另一类光学元件中，又要求某些光学元件具有较高的反射本领。为了增强反射能量，常在玻璃表面上镀一层高反射率的透明薄膜，利用薄膜上、下表面的反射光的光程差满足干涉相长条件，从而使反射光增强，这种薄膜叫增反膜。 §12-4 薄膜干涉 例12.3　在一光学元件的玻璃(折射率 )表面上镀一层厚度为e、折射率为 的氟化镁薄膜，为了使入射白光中对人眼最敏感的黄绿光 反射最小，试求薄膜的厚度. 解　如图，由于 氟化镁薄膜的上、下表面反射的Ⅰ、Ⅱ两光均有半波损失.设光线垂直入射 (i＝0)，则Ⅰ、Ⅱ两光的光程差为 §12-4 薄膜干涉 要使黄绿光反射最小，即Ⅰ、Ⅱ两光干涉相消 应控制的薄膜厚度为 其中，薄膜的最小厚度(k＝0) 即氟化镁的厚度为 或 ，都可使这种波长的黄绿光在两界面上的反射光干涉减弱. §12-4 薄膜干涉 12–3 光程与光程差 * 第12章 光的干涉 14 – 2 杨氏双缝干涉实验 光程 劳埃德镜