薄膜干涉-山东大学课程中心ppt课件.ppt

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1、山东大学精品课程第十章波动光学医学物理学×1014Hz3.9～8.6医学物理学第一节光的干涉普通光源较简单的方式是电子跃迁发光：一、光的相干性医学物理学★两个独立的光源（或同一光源的不同部分）不是相干光源★同一光源分成的两束光是相干光源。相干条件：频率相同、振动方向相同、相位差恒定；相干光源：满足相干条件的光源。医学物理学●获得稳定干涉花样的条件：同一批原子发射出来的，但经过不同光程的两列波，到达同一观察点总保持不变的位相。分波阵面法：波面的各个不同部分作为发射次波的光源，这些次波交叠在一起发生干涉。分振幅法：次波本身分成两部分，走过不同的光程，重新

2、交叠在一起发生干涉。医学物理学二、光程、光程差介质折射率n:1、光程（Opticalpath）医学物理学光程●光程：注意：引入光程的作用是：把光在媒质中的路程等效成真空中路程，光程常用δ表示。光在介质中通过的几何路程l相当于光在真空中通过nl的几何路程。医学物理学2、光程差：即两光程之差，通常也用δ表示注意：光程差与相位差的关系医学物理学1、装置与原理三、杨氏双缝干涉医学物理学如果医学物理学干涉加强干涉减弱干涉加强干涉减弱医学物理学2、条纹分布规律±表明：明、暗纹对称分布在中央明纹两侧yr1r2Ddpoθθmm（m）医学物理学实际上，第10级明纹已

3、看不清楚，取k=10;λ=5×10-7m;d=10-4myr1r2Ddpoθ医学物理学已知D、d，测出第k级条纹的y，可求λ医学物理学等距离分布，与级数无关②D>>d可分辨；①Δx医学物理学复色光：中央白色、两侧内紫外红条纹医学物理学总结1.各级亮条纹的光强相等，相邻亮条纹和暗条纹都是等间距的，与干涉级k无关。2.当λ一定时，间距Δy与D成正比，与d成反比。3.当D,d一定时，间距Δy与λ成正比，历史上第一次测波长，由此方法得到。4.用白光作光源，k=0是亮条纹，其余各级互相重合，故一般用单色光。5.当干涉花样有一平移。医学物理学例1:在杨氏实验中双

4、缝的间距为0.20mm，光屏与狭缝的距离为50cm,测得光屏上相邻亮条纹的间距为1.5mm。求光波的波长。解:由式得医学物理学例2:在杨氏实验中，双缝间距为0.45mm，使用波长为540nm的光观测。(1)要使光屏C上条纹间距为1.2mm，光屏应离双缝多远？(2)若用折射率为1.5、厚度为9.0m的薄玻璃片遮盖狭缝S2，光屏上干涉条纹将发生什么变化？解:⑴由式得⑵S2未遮盖时，中央亮纹在y=0处，遮后光程差为=(nh+r2h)r1=h(n1)+(r2r1)=h(n1)+中央亮条纹应满足=0的条件，于是得医学物理学遮盖后中央亮纹位置为这

5、表示干涉条纹整体向下平移了10mm。医学物理学四、洛埃镜（Lloydmirror)2.半波损失:光疏介质到光密介质反射时，相位突变π；相当于光多走或少走了半个波长的距离。1.实验装置S'S重点内容医学物理学n1n2n2>n13.半波损失条件医学物理学五、薄膜干涉(filminterference)薄膜干涉是采用分振幅法获得相干光束的。医学物理学薄膜干涉光照射到透明薄膜上，在膜的前后表面都会反射，反射光a和b相遇后会叠加，产生干涉，这种现象称为薄膜干涉。医学物理学如果是垂直入射，干涉加强干涉减弱所以干涉加强干涉减弱en医学物理学斜入射时，上、下表面反射

6、光的光程差为医学物理学由图得由折射定律nsinr=sini可得医学物理学将AB、BC和AD代入前式整理得干涉加强满足干涉减弱满足由以上讨论知，处于同一条干涉条纹上的各个光点，是由从光源到薄膜的相同倾角的入射光所形成的，故把这种干涉称为等倾干涉。医学物理学玻璃上的薄涂层干涉相消条件Glass1.5Film1.38Air1.0MgF2glass1.381.50550nm黄绿兰紫色能量互补镀膜技术中的一些问题：增透膜，增反膜医学物理学例3:为了利用光的干涉作用减少玻璃表面对入射光的反射，以增大透射光的强度，常在仪器镜头(折射率为1.50)表面涂敷一层透明介

7、质膜(多用MgF2，折射率为1.38),称为增透膜。若使镜头对人眼和照相机底片最敏感的黄绿光(=550nm)反射最小，试求介质膜的最小厚度。解:因上、下表面反射光都有半波损失所以有=2en2由干涉相消条件得所以按题意求氟化镁薄膜厚度的最小值，故应取k=0故空气n1=1.00MgF2n2=1.38玻璃n3=1.50ab医学物理学例4:在水面上飘浮着一层厚度为0.316m的油膜，其折射率为1.40。中午的阳光垂直照射在油膜上，问油膜呈现什么颜色？空气油膜水12解:由图知光1和光2的光程差为油膜颜色是干涉加强光波颜色满足或当k=1时，干涉加强的波长为

8、当k=2时，干涉加强的波长为=0.590m当k=3时，干涉加强的波长为=0.354m只有l=0.59