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1、波动光学张三慧教材：19.419.5（了解内容）毛骏健教材：12-3-1、12-3-212-3-3（了解内容）薄膜干涉1薄膜干涉是分振幅干涉。日常见到的薄膜干涉例子：肥皂泡，雨天地上的油膜，昆虫翅膀上的彩色------。膜为何要薄？薄膜干涉有两种：等倾干涉——厚度均匀的薄膜干涉(不要求）分振幅法·p薄膜S*——光的相干长度所限。薄膜干涉（filminterference）等厚干涉——厚度不均匀的薄膜干涉2光线以入射角i射向厚度为e（d、h）、折射率为n的薄膜，分别被薄膜的上下表面反射的两束光1、2，在薄膜上方相遇发生干涉。利用折射定律和几何关系，可得（推导见书P120）
2、先不考虑半波损失问题，可知1、2光的光程差：考虑光在薄膜上下表面的反射时半波损失的情况：一.薄膜干涉公式有一个半波损失,反中就要另加(或减)/2。r3分振幅干涉的反射光光程差分析:r1、2、均有半波损失1、2、均无半波损失1无半波损失，2有半波损失1有半波损失，2无半波损失4反射的两束光中均有或均无半波损失透射光与反射光互补！反射明透射暗；反射暗透射明。加λ/2不加λ/2光程差计算时的半波损失问题：（1）两束光中一束有半波损失（2）r5等倾干涉：非平行光入射平行平面薄膜，e相同，对于不同的入射角i产生不同的干涉条纹，这种干涉叫等倾干涉(不要求）。等厚干涉：平行光入射非均匀薄
3、膜，i相同，对于不同的薄膜厚度e产生不同的干涉条纹，这种干涉叫等厚干涉。明纹暗纹(k=0,1,2……)明纹暗纹反射光透射光此式表明，光程差决定于倾角i和薄膜厚度e6为了减少反射引起的光能损失，常在许多光学仪器(如照相机、摄像机等)的镜头上镀一层厚度均匀的透明薄膜(常用氟化镁MgF2,n=1.38),用以增加透射，这个薄膜,就是增透膜。二.增透膜和增反膜与增透膜相反,在另一些光学系统中希望光学表面具有很高的反射率(如He–Ne激光器要求反射99%)，这时可在元件表面多层镀膜以增强反射,这类薄膜称为增反膜或高反射膜。7例阳光垂直照射在空气中的肥皂膜上，膜厚e=3800Å,折射率n2
4、=1.33，问：肥皂膜的正面和背面各呈什么颜色？解：凡是求解薄膜问题应先求出两反射光线的光程差。在可见光范围内(7700Å~3900Å)的解为k=1,…k=2,=6739Å红色k=3,=4043Å紫色k=4,...正面反射加强，则8背面透射加强=反射减弱，于是有在可见光范围内(7700Å~3900Å)的解为k=1,…k=2,=5054Å绿色k=3,...9解：n依次大或n依次小，且垂直照射，所以光程差为δ=2ne；反射相消的条件λ越大，k越小，所以有：例题一平行单色光垂直照射到覆盖着均匀油膜的玻璃板上，设光源波长在可见光范围内可以连续变化，波长变化期间只观察到500nm和
5、700nm两个波长的光相继在反射光中消失，以知油膜的折射率为1.38，玻璃的折射率为1.50，求油膜的最小厚度。可解出k1=3，k2=210一.劈尖（wedgefilm）干涉夹角很小的两个平面所构成的薄膜叫劈尖。薄膜的等厚干涉劈尖干涉在膜表面附近形成明、暗相间的条纹。enA反射光1反射光2S*单色平行光·121、2两束反射光来自同一束入射光，它们可以产生干涉。通常让光线几乎垂直入射。11设劈尖两边介质相同平行光垂直入射到劈尖上ennn·A反射光2反射光1明纹暗纹光程差同一厚度e对应同一级条纹—等厚条纹设光线在A点处入射，膜厚为e，在n,定了以后,只是厚度e的函数
6、。在此问题中，棱边处是亮纹还是暗纹？12设相邻两条明纹对应的厚度差为e：有设条纹间距为L所以有eekek+1L相邻条纹间距：薄膜干涉共有的劈尖特有的13应用举例：1.测、n或θ。2.测微小直径、厚度（或镀膜厚度）。条纹分得更开，更好测量。测微小直径测微小厚度h待测块规λ标准块规平晶校验块规精密测长度14等厚条纹待测工件平晶3.检测表面质量。请问：此待测工件表面上，有一条凹纹还是一条凸纹？答：凸纹4.测量微小位移两表面间距增大时，条纹向棱边平移（间距l不变），劈尖厚度每改变λ/2,移过一条条纹；反之，移动方向相反。待测样品石英环λ平晶干涉膨胀仪测膨胀系数15erR·平晶平
7、凸透镜o如图平行光垂直入射,平凸透镜与平晶间形成空气劈尖。平晶S分束镜M显微镜0平凸透镜.暗环观察牛顿环的装置示意图二.牛顿环16光程差（n为空气薄膜折射率）e可用r,R表示:牛顿环特有的将（1）式代入δ的明暗公式，可以解出第k级明环和暗环半径rk17牛顿环装置还能观测透射光的干涉条纹，它们与反射光的干涉条纹正好亮暗互补。明环、暗环均适用牛顿环特有的等厚干涉共有的得到：18应用：测入射光的波长：测透镜球面的半径R：已知，数清m，测出rk、rk+m，则R已知，数清m，测出rk、rk+
