薄膜干涉中的半波损失问题处理方法浅探

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1、薄膜干涉中的半波损失问题处理方法浅探高中物理课屮讲述肥皂膜、牛顿环、增透膜、增反膜等薄膜干涉问题时，经常遇到是否要考虑半波损失的问题•顾及到中学生难以理解，中学教材回避了半波损失问题•不少老师讲到这里时，往往对在什么情况下有半波损失，以及如何做到既不出现知识性错误，又不至于让学生越听越糊涂，感觉难以把握.［JP3］笔者拟从自己的教学实践出发，谈谈在处理这一问题的粗浅做法.按照波动光学的理论，光从光疏介质射向光密介质时，若正入射（入射角趋近于0。），其反射光有Ji的相位突变，对应有半波损失；光从光密介质进光疏介质时英反射光无相位突变，对应无半波损失；在任何情况

2、下透射光都无相位突变，对应无半波损失•据此，笔者编了句口诀「'疏进密,反有失；密进疏，均无辜”•意即光从光疏介质正射入光密介质时，只有反射光有半波损失，光从光密介质射向光疏介质时，其反射光、透射光都没有半波损失•根据上述理论和口诀，对常见薄膜干涉建立如下四种模型:如图1所示，有三层介质，其绝对折射率（以下简称［JP3］为折射率）分别nl、n和n2,光趋近于垂直入射，可分别讨论如下.1应考虑半波损失的两种情况（1）nln2（疏密疏型），空气中的楔形肥皂膜上出现的薄膜干涉就是这种情况•如图2所示，光在界面1（疏进密）反射光a有n的相位突变,在界面2（密进疏）反射

3、光b无相位突变•此时a.b光程差应附加Ji的相位突变，即有半波损失.（2）nl>n

4、[SX（”[]4[SX）],（其中k=0,1,2,…），出现暗纹的条件为光程差等于光在介质中波长的整数倍，膜厚应为[SX（]1[]2[SX）]介质中波长的整数倍，即d=[SX（]kX[]2[SX）],（其中k=l,2,…）.在实际中人们经常关心的只是条纹的相对变动，只关心相邻两条纹处膜厚的差值，即相邻明条纹上的光程差等于一个波长，因此相邻条纹对应的厚度差为介质中波长的一半，很少需要知道膜的厚度具体值•因此在中学物理教学中可冋避讨论膜的厚度，只需指出：出现亮条纹是两条反射光线干涉加强，暗条纹是两条反射光线干涉减弱，两相邻亮（暗）纹处肥皂膜的厚度差为[SX（]1

5、[]2[SX）]介质屮波长.2不耍考虑半波损失的两种情况（1）nl

6、膜厚等于[SX(”[]4[SX)]•同理，若在玻璃上镀氟化镁使其成为增反膜，即要求通过干涉实现反射光的加强，则膜厚应等于半波长的整数倍，即d二[SX(]kX[]2[SX)],(英中k=l,2,…)，最小膜厚等于.(2)nl>n>n2(折射率递减型)•如图6所示，在界面1、2反射的光线a、b均属于密进疏型，均无相位突变•此种情况下a、b两反射光无相位突变，无需计算半波损失，结果与前述nl

7、种情况，两反射光要附加半波损失,折射率“递增”和“递减”两种情况下，两反射光无需附加半波损失.