2011物理光学2-03分振幅干涉.ppt

《2011物理光学2-03分振幅干涉.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、分波阵面法的干涉，只能使用有限大小的光源，在实际中很难满足条纹亮度的要求。3.分振幅法双光束干涉(1)平行平板产生的干涉——等倾干涉分振幅法利用透明介质的第一和第二表面对入射光的依次反射，将入射光的振幅分解为若干部分，由这些光波相遇所产生的干涉，称为分振幅法干涉。·pS*一、干涉条纹的定域两个单色相干点光源在空间任意一点相遇，总有一确定的光程差，从而产生一定的强度分布，并都能观察到清晰的干涉条纹，称为非定域干涉。在扩展光源情况下，能够得到清晰条纹的区域称为定域区。（定域干涉）在使用扩展光源的同时，保持清晰的条纹，解决条纹亮度与可见度的矛盾。二、平行平板产生的等倾干涉在一

2、均匀透明介质n’中放入上下表面平行，厚度为h的均匀介质n两支相干光的光程差为：有半波损失。n’nn’CABhN在阳光照射下，肥皂膜或水面上的油膜上面呈现美丽的彩色图案，这些都是常见的薄膜干涉现象。利用薄膜上、下两个表面对入射光的反射和折射，可在反射方向(或透射方向)获得相干光束。由折射定律和几何关系可得出：n’nn’CABhN在平行平板的干涉中，光程差只取决于折射角，相同折射角的入射光构成同一条纹，称等倾条纹。明纹暗纹反射光入射光掠入射（i≈90°）或正入射（i=0）情况下：满足n1n3或n1>n2n2>n3时

3、，不计半波损失。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。薄膜***S1S2S3单色光源hn1n2nn2n>屏透镜玻璃薄膜***S1S2S3单色光源hn1n2n1n2>屏透镜玻璃薄膜***S1S2S3单色光源hn1n2n1n2>屏透镜玻璃薄膜***S1S2S3单色光源hn1n2n1n2>屏薄膜透镜玻璃***S1S2S3单色光源hn1n2n1n2>等倾干涉条纹屏薄膜透镜玻璃条纹定域在无限远或在透镜的焦平面干涉成因：薄膜透镜扩展光源“1”“2”“3”“4”光线“1”、“2”不是相干光！屏干涉条纹的干涉级决定于入射光

4、的入射角。扩展光源成为观察等倾干涉条纹的有利条件。不同点光源发出的相同倾角的光线在屏幕上产生的干涉条纹重合。非相干叠加的结果，明纹的光强增加，条纹更加清晰。①等倾圆环的条纹级数愈接近等倾圆环中心，其相应的入射光线的角度θ2愈小，光程差愈大，干涉条纹级数愈高。偏离圆环中心愈远，干涉条纹级数愈小是等倾圆环的重要特征。设中心点的干涉级数为m0，则有：因而通常，m0不一定是整数，即中心未必是最亮点，故m0可写成：其中，m1是靠中心最近的亮条纹的级数(整数)，0＜ε＜1。条纹分布特点高级次在内低级次在外圆心处级次最高中心处未必是最亮条纹间隔分布:内疏外密条纹特点:形状:一系列同心

5、圆环较厚的平行平板产生的等倾干涉圆环，其半径要比较薄的平板产生的圆环半径小。f为透镜焦距由中心向外计算，第N个亮环的半径为：等倾亮圆环的半径等倾圆环相邻条纹的间距愈向边缘(N愈大)，条纹愈密；反之，亦然。透射光的干涉：对于同一入射角的光束来说，两支透射光的光程差和两支反射光的光程差恰好相差半个波长，当对应某一入射角的透射光条纹是亮纹时，反射光条纹是暗纹。透射光的等倾条纹和反射光的等倾条纹是互补的。对于同一厚度的薄膜，在某一方向观察到某一波长对应反射光相干相长，则该波长在对应方向的透射光一定相干相消。因为要满足能量守恒。增透膜、增反膜用在光学仪器的镜头上，就是根据这个

6、道理。图2-9透射光等倾条纹的形成图2-10平板干涉的反射光条纹和透射光条纹比较说明：在薄膜干涉中，只考虑了两束光的干涉，可解释如下：由菲涅耳公式，反射系数：折射系数为举个近似例子，很小（垂直入射）则如：则光束1：光束2：光束3：因此，在薄膜干涉中可只做双光束干涉处理。问：若反射光干涉相消的条件中取j=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，所以反射光经历两次半波损失。反射光干涉相消的条件是：代入j和n2求得：此膜对反射光干涉相长的条件：可见光波长范围40

7、0~700nm波长412.5nm的可见光有增反。此增透膜在可见光范围内有没有增反？图2-11楔形平板的干涉(2)楔形平板产生的干涉——等厚干涉1.光程差的计算公式楔形平板产生干涉的原理扩展光源中的某点S0发出一束光，经楔形板两表面反射的两束光相交于P点，产生干涉，其光程差为Δ=n(AB+BC)-n0(AP-CP)板的厚度通常都很小，楔角都不大，因此可以近似Δ=2nhcosθ2考虑半波损失对于一定的入射角(当光源距平板较远，或观察干涉条纹用的仪器孔径很小时，在整个视场内可视入射角为常数)，光程差只依赖于反射光处的平板厚度h，所以，干涉条纹与