012等厚干涉.ppt

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1、等厚干涉InterferenceinThinFilm厚度均匀薄膜在无穷远处的等倾条纹。§13.1.4薄膜干涉（filminterference）▲薄膜干涉是分振幅干涉。▲常见薄膜干涉：肥皂泡上的彩色、雨天地上油膜的彩色、昆虫翅膀的彩色…。▲膜为何要薄？─光的相干长度所限。膜的薄、厚是相对的，与光的单色性好坏有关。▲普遍地讨论薄膜干涉是个极为复杂的问题。厚度不均匀薄膜表面的等厚条纹半波损失产生半波损失的条件：光从光疏介质射向光密介质，即n1

2、n2>n3无n1n3有n1>n2n2>n3无无没有情况3：n1n3有无有情况4：n1>n2n1)，用扩展光源照射薄膜，其反射和透射光如图所示PL薄膜干涉DC34E5A1B2反射光的光程差加强减弱PLDC34E5A1B2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

3、LDC34E5A1B2当光线垂直入射时当时当时解(1)例1一油轮漏出的油(折射率=1.20)污染了某海域,在海水(=1.30)表面形成一层薄薄的油污.(1)如果太阳正位于海域上空,一直升飞机的驾驶员从机上向下观察,他所正对的油层厚度为460nm,则他将观察到油层呈什么颜色?(2)如果一潜水员潜入该区域水下,又将看到油层呈什么颜色?绿色(2)透射光的光程差红光紫光紫红色2、不均匀薄膜表面的等厚条纹。劈尖（wedgefilm）（劈形膜）夹角很小的两个平面所构成的薄膜叫劈尖。enAnn(设n>n)反射光2反射光1S*单色平行光·121、2

4、两束反射光例如在膜面上（A点）来自同一束入射光，它们可以产生干涉。1、2两束反射光相干叠加，就可形成明暗条纹。SM劈尖角明纹暗纹实际应用中,大都是平行光垂直入射到劈尖上。劈尖干涉（明纹）（暗纹）讨论1）劈尖为暗纹.3）条纹间距（明纹或暗纹）2）相邻明纹（暗纹）间的厚度差劈尖干涉每一条纹对应劈尖内的一个厚度，当此厚度位置改变时，对应的条纹随之移动.4）干涉条纹的移动讨论：1）含义：劈尖张角越小，干涉条纹越稀疏；劈尖张角越大，干涉条纹越密集。2）d减小，干涉条纹右移d增大，干涉条纹左移3）劈尖张角不变，平行移动劈上表面时，干涉条纹左移。2）测膜厚

5、1）干涉膨胀仪劈尖干涉的应用空气3）检验光学元件表面的平整度4）测细丝的直径一.点光源照明时的干涉条纹分析LfPor环Bennn>nirACD··21Siii光束1、2的光程差：得···膜厚均匀（e不变）3薄膜等倾条纹（equalinclinationfringes）或明纹暗纹相同倾角i对应同一条干涉条纹－光程差决定于倾角条纹特点:2)条纹间隔分布:内疏外密1)形状:一系列同心圆环r环=ftgi3)条纹级次分布:e一定时，越靠近中心，级次越高中心处干涉级最高倾角i相同的光线对应同一条干涉圆环条纹二.面光源照明时，干涉条纹的分析iPifo

6、r环ennn>n面光源···只要入射角i相同，都将汇聚在同一个干涉环上（非相干叠加）观察等倾条纹的实验装置和光路inMLSf屏幕等倾干涉1.薄膜厚度均匀2.常采用面光源提供入射光3.干涉条纹在无穷远处（用透镜汇聚）4.相同倾角i的入射光，经膜的上下表面发射后产生的相干光束具有相等的光程差，位于同一条干涉条纹上。5.干涉条纹通常为一组明暗相间的同心环，愈往中心，条纹级别愈高。等倾干涉4、簿膜干涉的应用1）牛顿环由一块平板玻璃和一平凸透镜组成光程差牛顿环实验装置牛顿环干涉图样显微镜SLM半透半反镜TR光程差明纹暗纹rd暗环半径明环半径干涉条

7、纹特征：（4）已知可求出R；（2）通常牛顿环的中心是暗点。（3）相邻两暗环的间隔干涉环间距不等，内疏外密。（5）已知R可求愈往边缘，条纹级别愈高。（1）（6）透射光与之互补测量透镜的曲率半径例3用氦氖激光器发出的波长为633nm的单色光做牛顿环实验，测得第个k暗环的半径为5.63mm,第k+5暗环的半径为7.96mm，求平凸透镜的曲率半径R.解2.牛顿环的应用测透镜球面的半径R：已知,测m、rk+m、rk，可得R。测波长λ：已知R，测出m、rk+m、rk，可得λ。检验透镜球表面质量标准验规待测透镜暗纹若条纹如图，说明待测透镜球表面不规

8、则，且半径有误差。依据公式等厚干涉总结1.薄膜厚度不均匀（不相等）2.入射光为平行单色光3.干涉条纹在薄膜表面4.同一等厚线上形成同一级次的干涉条纹5.等厚条纹通常