[物理]物理大二上 唐莹09薄膜1_113_.ppt

* §2-§4 光的干涉 一.分波阵面干涉 二.分振幅干涉：等倾 三.分振幅干涉：等厚 四. Machelson干涉仪 研究干涉问题的思路： 1 .两支光线的光程差 2 .条纹规律（形状、位置、间距） 3 .条纹动态 4 .应用 提问：1.要研究什么？ 条纹 2.两支相干光在空间某点相遇,决定这点是亮还是暗的是什么？ 相位差 光程差 k=2 1 0 1 一.杨氏双缝实验 2.条纹位置及宽度 3.条纹动态 4.条纹的可见度 5.最大光程差与相干长度 6.其它分波前实验简介 1 菲涅耳双棱镜实验 2 菲涅耳双面镜实验 3 洛埃镜实验 d s2 S1 c P M S N B E E’ S2 S1 M2 M1 ? S E M N’ E S1 E’ S2 洛埃镜实验表明光在相对较密的介质表面反射时有半波损失 O 例5.在双缝干涉实验中,屏幕上的P点是明条纹,若把S2盖住,并在S1 S2的垂直平分面处放一高折射率介质反射面.则此时 M (A)P点仍是明条纹 (B) P点是暗条纹 (C) 无法确定P点是明条纹还是暗条纹 (D) 无干涉条纹 a P 通过透镜光心的线--副光轴 1.平行光线汇聚于 准备：薄透镜的性质 副光轴与焦平面的交点。 2.薄透镜不引起附加的光程差. s s M A N B 图中光线SMNS与SABS相比, 几何路程显然不同,但光程相同. 当同相的平行光入射时经薄透镜 f 会聚在焦平面上,各条光线会聚后 f 结论： 薄透镜对物象间各光线不引起附加的光程差. 总是加强,可见薄透镜只会改变光波的传播路径,并不引起光程差. 相位相同的各点 等光程性（无附加光程差） ref.窦志国动画 透镜只改变方向！ 波阵面 波阵面 B A 波阵面 屏幕 A C B 各光束的光程差从波阵面开始考虑. ? a a b b r A C B D P 屏 1.干涉加强减弱条件 平行光a与b都到达P点 ? 为附加光程差,(?/2或零) e 分析可得 常量 二.分振幅干涉：平行薄膜的等倾干涉 P点的光强决定于什么? 每一个条纹 对应一定的 入射角 利用折射定律消去(1)式中的角r,得 n1sini=n2sinr 讨论附加光程差 e不变时，每一个条纹对应一定的 入射角i. 薄膜上方反射光汇聚发生干涉,则 焦平面 透镜 半透明波片 电介质薄膜板 面光源 a b r A C B D P 屏 e 2.条纹规律 (1)干涉图样是一组明暗相间的同心圆环(内疏外密) 等倾干涉 具有相同入射倾角的光线汇聚成同一级条纹— (2)半径越大的干涉条纹,对应的入射角越大,则干涉级越低,因此中心处干涉级最高。 (3) 透射光干涉图样和反射光干涉图样总是互补的。 3.动态:当厚度e逐渐改变,干涉条纹如何变化？ e?,光程差增大，干涉级增大，可看见有干涉纹从中心冒出来,且干涉条纹变密；e?，光程差减小，干涉级减小，可看见有干涉纹在中心“漏失”，且干涉条纹变疏。 4.0 例1: 空气中的水膜(n=1.33)，厚度d=320nm, 当白光正入射时,反射光中含哪些颜色? 反射加强 k=3时 ?=340nm 解: 取k=1, 得?=1702nm i =0 k=2, ?=570nm n3 n2n1 n2 =1.33 d ____ 青绿色光最强. ____ 为红外光 _____为紫外光 解.(1) i =30? n3 n2n1 n2 =1.33 e 例2.用波长550nm的黄绿光照射到一肥皂膜上, 沿与膜面成60 0的方向观察到膜面最亮,已知 肥皂膜折射率为1.33,求此膜面至少为多厚?若 改为垂直观察,求能使此膜最亮的光波波长？ 取k=1得到膜的最小厚度 i =0 n3 n2n1 n2 =1.33 d (2)改为垂直入射,且观察到膜最亮,则 增透膜原理 n1 n2 n3 不计半波损失 空气 n1 光线垂直入射 玻璃 n3 膜 d n2 反射光干涉相消实现增透 垂直入射 4.应用：增透膜和增反膜 玻璃 空气 膜 d n1 n3 n2 n1 n2 n3 计半波损失 光线垂直入射 增反膜原理: 反射光干涉加强实现增反: 氦氖激光器的谐振腔 垂直入射 若反射光相消干涉的条件中取k=1,计算膜的厚度. 例3.已知照相机镜头n3=1.5，其上涂一层n2=1.38的氟化镁增透膜,用波长?=550nm的光线垂直入射。 解. 代入k=1 和 n2 求得： 此膜对反射光相干加强的条件： ∵可见光波长范围 390—770nm ∴波长412.5nm的可见光反射加强。蓝紫色。 此增透膜用白光照射有没有增反？ 光程差 实用中,光线正入射, 入射角i =0 劈尖膜 当入射角i一定(平行光