大学物理11-4 薄膜干涉(1)ppt课件

1、11 - 4 薄膜干涉（薄膜干涉（1）第十一章第十一章 波动光学波动光学 1P1n1n2n1M2MdL一一 厚度均匀薄膜的干涉厚度均匀薄膜的干涉ADCDcosdBCABiACADsinidsintan2212nn iDC34E5A1B2i2、3两光线的光程两光线的光程差差ADnBCABn1232)(11 - 4 薄膜干涉（薄膜干涉（1）第十一章第十一章 波动光学波动光学 2 反射光的光程差反射光的光程差由折射定律得由折射定律得:innninsinsinsinsin2121innninn221222222212sin1sin1sin1cos当当 时时nnn21, 12cos22sin1cos22

2、2232rdnrnrd2sin222122rinnd2sin222rind11 - 4 薄膜干涉（薄膜干涉（1）第十一章第十一章 波动光学波动光学 3P1n1n2n1M2MdLiDC34E5A1B212nn 反射光的光程差反射光的光程差2sin222122rinndk加加 强强),2, 1(k2) 12(k减减 弱弱),2, 1 ,0(kr11 - 4 薄膜干涉（薄膜干涉（1）第十一章第十一章 波动光学波动光学 4 透射光的光程差透射光的光程差 注意：透射光和反射光干涉具有互注意：透射光和反射光干涉具有互 补补 性性 ，符合能量守恒定律，符合能量守恒定律.根据具体情况而定根据具体情况而定P1n

3、1n2n1M2MdLiDC34E5A1B212nn 2/sin222122innd反innd22122tsin211 - 4 薄膜干涉（薄膜干涉（1）第十一章第十一章 波动光学波动光学 5若若 时时123nnn 当光线垂直入射时当光线垂直入射时 0i1n1n2n1n3n2n12nn 在任何情况下，都有在任何情况下，都有123nnn当当 时时222rdndn2r212nn dn2r211 - 4 薄膜干涉（薄膜干涉（1）第十一章第十一章 波动光学波动光学 6干涉加强、减弱的条件不变干涉加强、减弱的条件不变1n1n2n1n3n2nk加加 强强),2, 1(k2) 12(k减减 弱弱),2, 1 ,

4、0(kr11 - 4 薄膜干涉（薄膜干涉（1）第十一章第十一章 波动光学波动光学 7解：油膜上、下表面的反射光在人眼视网膜上相遇干涉。设油膜处在空气中，膜的上表面反射有解：油膜上、下表面的反射光在人眼视网膜上相遇干涉。设油膜处在空气中，膜的上表面反射有半波损失，下表面反射无半波损失，因此，反射加强的条件为半波损失，下表面反射无半波损失，因此，反射加强的条件为 例例11-4 有一折射率为有一折射率为1.33，厚度均匀的油膜，当人眼视线的方向与油膜法线成，厚度均匀的油膜，当人眼视线的方向与油膜法线成300角时，可观察到角时，可观察到波长为波长为500nm 的光反射加强。求油膜的最小厚度。的光反射加

5、强。求油膜的最小厚度。 , 3 , 2 , 1,2sin222kkind取取 时，得膜的最小厚度为时，得膜的最小厚度为 1knmind10130sin33. 14500sin402222min11 - 4 薄膜干涉（薄膜干涉（1）第十一章第十一章 波动光学波动光学 8解：解： 例例11-5 在金属铝的表面，经常利用阳极氧化等方法形成一层透明的氧化铝薄膜，其折射率在金属铝的表面，经常利用阳极氧化等方法形成一层透明的氧化铝薄膜，其折射率n=1.80 ，设一磨光的铝片表面形成了厚度设一磨光的铝片表面形成了厚度d=250nm的透明氧化铝薄层。问在日光下观察，其表面呈现什么颜的透明氧化铝薄层。问在日光下

6、观察，其表面呈现什么颜色？（设白光垂直照射到铝片上，铝的折射率小于氧化铝的折射率）色？（设白光垂直照射到铝片上，铝的折射率小于氧化铝的折射率）212kndnm1800, 1knm600, 2knm360, 3k1nn 橙红色橙红色, 3 , 2 , 1,22rkknd11 - 4 薄膜干涉（薄膜干涉（1）第十一章第十一章 波动光学波动光学 9解解 (1)kdn1r2, 2 , 1,21kkdnnm11042, 11dnknm552, 21dnknm36832, 31dnk 例例3 一油轮漏出的油一油轮漏出的油(折射率折射率 =1.20)污染了某海域污染了某海域, 在海水在海水( =1.30)表

7、面形成一层薄表面形成一层薄薄的油污薄的油污. (1) 如果太阳正位于海域上空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一直升飞机的驾驶员从机上向下观察,他所正对的油层厚他所正对的油层厚度为度为460nm,则他将观察到油层呈什么颜色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如果一潜水员潜入该区域水下,又将看到油层呈什么颜色又将看到油层呈什么颜色?1n2n黄绿色黄绿色12nn 11 - 4 薄膜干涉（薄膜干涉（1）第十一章第十一章 波动光学波动光学 10nm22082/112, 11dnk(2) 透射光的光程差透射光的光程差2/21tdnnm4 .3152/142, 41dnknm7362/122, 21dnk红光红光nm6 .4412/132, 31dnk紫光紫光紫红色紫红色11 - 4 薄膜干涉（薄膜干涉（1）第十一章第十一章 波动光学波动光学 11 增透膜和增反膜增透膜和增反膜利用薄膜干涉可以提高光学器件的透光率利用薄膜干涉可以提高光学器件的透光率 .2min4nddnm6 .990k取取（增强）（增强）氟化镁为增透膜氟化镁为增透膜例例11-6 为了增加透射率为了增加透射率 , 求求 氟化镁膜的最小厚度氟化镁膜的最小厚