波动光学1光的干涉.ppt

2021/3/26 增透膜----- 利用薄膜上、下表面反射光的光程差符合相消干涉条件来减少反射,从而使透射增强。 增反膜----- 利用薄膜上、下表面反射光的光程差满足相长干涉,因此反射光因干涉而加强。 5、增透膜和增反膜 2021/3/26 问:若反射光相消干涉的条件中 取 k=1,膜的厚度为多少?此增 透膜在可见光范围内有没有增反? 例 已知用波长 ，照相机镜头n3=1.5，其 上涂一层 n2=1.38的氟化镁增透膜，光线垂直入射。 解：因为 ，所以反射光 光程差不考虑λ/2。反射光干涉相 消的条件是： 代入k 和 n2 求得: 2021/3/26 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。 2021/3/26 一、 劈尖干涉 夹角很小的两个平面所构成的薄膜 D 1 2 空气劈尖 棱边 楔角 劈尖干涉 （等厚干涉） 牛顿环 2021/3/26 平行单色光垂直照射空气劈尖上,上、下表面的反射光将产生干涉,厚度为e 处，两相干光的光程差为 1 2 θ n e O 2021/3/26 干涉条件 劈尖上厚度相同的地方,两相干光的光程差相同,对应一定k值的明或暗条纹。——等厚干涉 棱边处,e=0,?=?/2,出现暗条纹 实心劈尖 1 2 θ n2 e O n1 n3 2021/3/26 空气劈尖任意相邻明条纹对应的厚度差: 任意相邻明条纹(或暗条纹)之间的距离 l 为: 在入射单色光一定时,劈尖的楔角?愈小,则l愈大，干涉条纹愈疏; ?愈大，则l愈小，干涉条纹愈密。当用白光照射时，将看到由劈尖边缘逐渐分开的彩色直条纹。 非空气劈尖 2021/3/26 * 测细小直径、厚度、微小变化 Δh 待测块规 λ 标准块规 平晶 测表面不平度 等厚条纹 待测工件 平晶 检验透镜球表面质量 标准验规 待测透镜 暗纹 ? 2021/3/26 利用空气劈尖干涉原理测定样品的热膨胀系数 样品 平板玻璃 石英圆环 空气劈尖 上平板玻璃向上平移?/2的距离,上下表面的两反射光的光程差增加?。劈尖各处的干涉条纹发生明?暗?明(或暗?明?暗)的变化。如果观察到某处干涉条纹移过了N条,即表明劈尖的上表面平移了N·?/2的距离。 劈尖干涉的应用--------干涉膨胀仪 2021/3/26 空气薄层中,任一厚度e处上下表面反射光的干涉条件: 二、牛顿环 2021/3/26 各级明、暗干涉条纹的半径: 随着牛顿环半径的增大,条纹变得越来越密。 e=0,两反射光的光程差 ?=?/2,为暗斑。 2021/3/26 例 已知：用紫光照射，借助于低倍测量 显微镜测得由中心往外数第 k 级明环 的半径 , k 级往上数 第16 个明环半径 ， 平凸透镜的曲率半径R=2.50m 求:紫光的波长? 解:根据明环半径公式: 2021/3/26 14-4 迈克耳逊干涉仪 Albert Abrham Michelson ,1852 -1931 1907年诺贝尔物理学奖获得者 2021/3/26 M?1 S 半透半反膜 2? 1? 2 1 G1 G2 M1 M2 2021/3/26 一、迈克耳逊干涉仪 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 若条纹为等厚条纹,M1平移d时,干涉条移过N条，则有: M?1 2 2? 1 1? S 半透半反膜 M2 M1 G1 G2 应用： 微小位移测量 测折射率 2021/3/26 例.在迈克耳逊干涉仪的两臂中分别引入 10 厘米长的玻璃管 A、B ，其中一个抽成真空，另一个在充以一个大气压空气的过程中观察到107.2 条条纹移动，所用波长为546nm。求空气的折射率？ 2021/3/26 解:设空气的折射率为 n 迈克耳逊干涉仪的两臂中便于插放待测样品,由条纹的变化测量有关参数。精度高。 充气过程中折射率在变化,所以k也在变化。 2021/3/26 光总是包含一定波长范围,范围内每一个波长的光均匀形成各自的一套干涉条纹。 对于谱线宽度为??的单色光,干涉条纹消失的位置满足 二、光源的非单色性对干涉条纹的影响 （光场的时间相干性） * * 2021/3/26 普通光源: 自发辐射 独立(不同原子发的光) · · 独立(同一原子先后发的光) 发光的随机性 发光的间歇性 2021/3/26 光波是电磁波。 光波中参与与物质相互作用（感光作用、