薄膜干涉一等厚条纹（修正版）课件.ppt

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1、§2薄膜干涉（一）等厚条纹1．薄膜干涉是分振幅干涉1）透明介质分界面多次反射光或多次透射光之间的干涉为分振幅干涉，最简单的装置，即为一块透明薄膜。2）干涉的空间区域薄膜上下表面的广阔交叠区域里都能发生干涉3）观察条纹的方法屏幕接收、光具组成像或眼睛直接观察4）薄膜干涉的分类等厚条纹和等倾条纹2．等厚条纹1）薄膜表面干涉条纹的光程差2）讨论（1）这是一个近似公式（2）干涉区域位于薄膜表面附近（3）满足或时有半波损（4）有无半波损只影响条纹的绝对级次，不影响条纹的形状、间隔和反衬度。3）正入射时，等厚条纹的形状垂直入射时，可知，干涉

2、条纹与薄膜的等厚度线重合，干涉条纹的形状就是薄膜等厚线的形状，所以成为等厚条纹。4）等厚条纹的特点（1）条纹定位于薄膜的表面附近（2）薄膜厚度不均匀，条纹与等厚线重合（5）相邻干涉条纹的厚度差：3．楔形薄膜的等厚条纹1）形状、走向和间隔形状：平行楞边的直线条纹SM劈尖角条纹间隔：光程差：2)干涉条纹的移动73）楔形薄膜的应用（1）测量楔角和细丝的直径若已知入射光的波长：，可以测出：则：(3)测膜厚(2)干涉膨胀仪9(4)检验光学元件表面的平整度10例1波长为680nm的平行光照射到L=12cm长的两块玻璃片上，两玻璃片的一边相互

3、接触，另一边被厚度D=0.048mm的纸片隔开.试问在这12cm长度内会呈现多少条暗条纹?解共有142条暗纹二牛顿圈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明纹暗纹rd光程差Rrd暗环半径明环半径(1)从反射光中观测，中心点是暗点还是亮点？从透射光中观测，中心点是暗点还是亮点？(2)属于等厚干涉，条纹间距不等，为什么？暗环半径明环半径讨论(4)应用例子:可以用来测量光波波长，用于检测透镜质量，曲率半径等.(3)将牛顿环置于的液体中，条纹如何变？工件标准件测量透镜的曲率半径中心膜厚

4、不为0时上式仍成立时，仍有：证明：因此：即：SL例2如图所示为测量油膜折射率的实验装置，在平面玻璃片G上放一油滴，并展开成圆形油膜，在波长的单色光垂直入射G下，从反射光中可观察到油膜所形成的干涉条纹．已知玻璃的折射率为，油膜的折射率，问：当油膜中心最高点与玻璃SL片的上表面相距时，干涉条纹是如何分布的？可看到几条明纹？明纹所在处的油膜厚度为多少?G解条纹为同心圆明纹油膜边缘由于故可观察到四条明纹.讨论油滴展开时，条纹间距变大，条纹数减少总结(1)干涉条纹为光程差相同的点的轨迹，即厚度相等的点的轨迹.(2)厚度线性增长条纹等间距，

5、厚度非线性增长条纹不等间距.(3)条纹的动态变化分析（变化时）(4)半波损失需具体问题具体分析.END3）牛顿圈的特点（1）中心条纹的级次低，边缘条纹级次高。（2）中心条纹稀疏，边缘条纹密集。（3）空气层变厚条纹向内收缩，中心吞条纹。反之，条纹向外扩展，中心吐条纹。（4）空气层厚度变化，，与无关。干涉条纹间隔不变。三、增透膜和高反膜1）日常所见的薄膜干涉图样汽油膜、肥皂泡、油垢层、昆虫翅膀、近视镜上的色彩绚丽的干涉图样。2）在玻璃上镀膜的目的增加透过率或反射率，保护玻璃不被酸碱腐蚀。3）增透膜反射光无半波损。平行光垂直入射令：设

6、入射光的振幅为：得：增透条件：若，有：氟化镁：4）增反膜多层介质高反射膜的光强反射率可达99％以上23玻璃取（增强）氟化镁为增透膜例为了增加透射率，求氟化镁膜的最小厚度．已知空气n1=1.00，氟化镁n2=1.38，=550nm减弱解则(1)薄膜色反射光中满足相长或相消干涉条件的波长成分：加强：减弱：透射光中满足相长或相消干涉条件的波长成分：加强：减弱：薄膜色：白光照明下薄膜自反射和透射方向呈现不同颜色。透射光与反射光成互补色。l1'，l2'，l3'，l4',···3薄膜的颜色l1，l2，l3，l4,···正在破裂的半球形水膜

7、半球形水膜双层肥皂水膜肥皂水薄膜的干涉肥皂水膜的干涉油膜艺术鸽子脖颈羽毛水面的汽油膜茶水表面的浓缩油滴烧焦的不锈钢炊具表面云中的小水滴碟翼蚌壳表面猫眼石各种相机镜头上的薄膜色例1一油轮漏出的油(折射率n1=1.20)污染了某海域,在海水(n2=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正下方观察，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，并向正上方观察，又将看到油层呈什么颜色？解(1)绿色已知n1=1.20n2=1.30d=460

8、nm(2)透射光的光程差红光紫光紫红色作业：1、2、5、6