浅探光的薄膜干涉.doc

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1、浅谈光的薄膜干涉海明，汉谋（陇东学院电气工程学院，庆阳745000）摘要：通过对牛顿环与薄膜等倾干涉进行比较，寻求出了两者的异同点，相同之处为：都是分振幅法产生的；光强分布和圆环半径rk的分布规律相同。不同之处：单色扩展光源不同；薄膜形状不同；干涉花样定域不同；外环干涉级次分布不同；条纹宽度不同；观察及检验方法不同，并对生活中薄膜干涉现象和光的薄膜干涉应用进行了阐述。关键词：等倾干涉；等厚干涉；光程差；增透膜DiscussionontheThinFilmInterferenceofLightLIUHai-

2、ming,ZHANGHan-mou(CollegeofPhysicsandElectronicEngineering,Long-DongUniversity,QingYang745000,Gansu)Abstract:BycomparingNewton’sringsandfilmsinterferenceofequalinclination,itfindoutthesimilaritiesanddifferencesbetweentwopoints.Thecommonpointsare:Theygener

3、atedbysub-amplitudemethod.Thelawoftheintensitydistributionanddistributionofringradiusarethesame.Thedifferencesare:Differentinmonochromaticextendedlightsources.Differentinfilmsshapes.Differentinpatternlocalization.Differentintheinterferenceindistributionle

4、velswithinandoutsidethering.Differentinstripewidths.Differentinobservationandthecheckmethods.Atlast,thephenomenonoffilminterferenceandtheapplicationoflightinterferenceweregivenout.Keywords:equalinclinationinterference；equalthicknessinterference；opticalpat

5、hdifference；ARcoating0引言分振幅薄膜干涉分为薄膜等厚干涉和薄膜等倾干涉，薄膜等厚干涉与薄膜等倾干涉都是波的叠加结果的具体体现。两者的干涉花样相似，均为疏外密，明暗相间的同心圆环。等厚干涉、等倾干涉均属薄膜干涉，采用对比法，分析其花样产生的条件、联系、区别和应用，进一步掌握分析问题，研究问题的化繁为简的方法，能够深化“光的干涉”教学容，提高教学质量。1分振幅法—薄膜干涉如图1单色扩展光源SS′照在介质折射率为n2，厚度为h的薄膜上，在薄膜两表面反射的两束光al,a2在P点相遇，光程差=

6、1+2,其中1是由于光经过的介质和路程不同而引起的光程差，2是由于光反射时可能产生的半波突变而引起的附加光程差,对于空气中的薄膜，或处于同一介质中的薄膜，光程差为:（1）其中k为干涉条纹级次，i1为入射光的入射角，i2为该光线在薄膜的折射角图1薄膜干涉当薄膜介质折射率n2和入射单色光波长一定时，从（1)式看出，决定二光在P点的光程差的因子变量有二个；(1)膜厚h,(2)入射角i1。对（1)式全微分有:（2）从（2)式看出，当h不是常数，并且入射角有变化时，k就产生变化。为了使研究的问题简化，可分别确定其中

7、一个为常量，寻求干涉条纹随另一个度量变化的规律.这样薄膜干涉就可分成两大类:等厚干涉和等倾干涉。2薄膜等厚干涉产生条件：当i1没有变化或变化相当小，即△i1可忽略情况下，（1)式可写为:这表明，（1)式中的k值仅仅由膜厚h决定并且成正比；h相同处对应同一k值干涉条纹，这种干涉称为等厚干涉，其干涉条纹叫等厚干涉条纹。等厚干涉条纹的形状，由薄膜等厚点的轨迹决定，一般定域在薄膜表面附近。由于条纹很细，需用调焦于膜面的显微镜来观察。（2）式可写为：当时，即薄膜厚度改变△h时，条纹干涉级次改变△k。所以由于干涉级次

8、的变化，或条纹改变的数目N，得知薄膜厚度改变△h的数值大小。由干涉条纹的形状确定薄膜厚度分布的情况。牛顿环装置如图2，是由曲率半径为R的平凸透镜的凸球面和一块平面玻璃间构成一个图2牛顿环空气薄膜。此膜的等厚点的轨迹是以接触点为中心的一组同心圆，且接触点处h=0。如果用单色平行光垂直入射，将在空气薄膜上表面产生反射光的等厚干涉条纹，形状由薄膜等厚点的轨迹决定，是以接触点为圆心的同心圆环，称之为牛顿环。当，，所以中心处为暗点，这是