光程薄膜干涉ppt课件

1、第十一章第十一章 光学光学11-3 11-3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉物理学物理学第五版第五版一一 光程光程光在真空中的速度光在真空中的速度001c光在介质中的速度光在介质中的速度1uncu1uc真空中的波长真空中的波长介质的折射率介质的折射率n介质中的波长介质中的波长第十一章第十一章 光学光学11-3 11-3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉物理学物理学第五版第五版 物理意义：光在介质中经过的几何路程折算物理意义：光在介质中经过的几何路程折算到真空中的路程到真空中的路程.介质折射率与光的几何路程之积介质折射率与光的几何路程之积 =nr(1)(1)光程光程nrrn 22第十一章第十一章 光学光学

2、11-3 11-3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉物理学物理学第五版第五版(2)(2)光程差光程差 ( (两光程之差两光程之差) )12rnr光程差光程差2 相位差相位差*1sP1r*2s2rn第十一章第十一章 光学光学11-3 11-3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉物理学物理学第五版第五版 干涉加强干涉加强,2, 1 ,0,kk,2,1 ,02,kk 干涉减弱干涉减弱, 2 , 1 , 0,2) 12(kk,2, 1 ,0, )12(kk第十一章第十一章 光学光学11-3 11-3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉物理学物理学第五版第五版FABo二二 透镜不引起附加的光程差透镜不引起附加的光程差FAB焦

3、平面焦平面第十一章第十一章 光学光学11-3 11-3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉物理学物理学第五版第五版P1n1n2n1M2MdL三三 薄膜干涉薄膜干涉ADCD12sinsinnni12nn iDC34E5A1B2第十一章第十一章 光学光学11-3 11-3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉物理学物理学第五版第五版ADnBCABn1232)(dBCAB cosidsin tan 22iACAD sinP1n1n2n1M2MdLiDC34E5A1B212nn 第十一章第十一章 光学光学11-3 11-3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉物理学物理学第五版第五版2cos22sin1cos222232dnnd

4、2sin222122rinnd 反射光的光程差反射光的光程差rk加加 强强), 2, 1(k2) 12(k减减 弱弱),2, 1 ,0(kP1n1n2n1M2MdLiDC34E5A1B212nn 第十一章第十一章 光学光学11-3 11-3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉物理学物理学第五版第五版P1n1n2n1M2MdLiDC34E5A1B212nn innd22122tsin2 透射光的光程差透射光的光程差根据详细根据详细情况而定情况而定2/sin222122rinnd留意：透射光和反留意：透射光和反射光干涉具有互补射光干涉具有互补 性性 ，符合能量守恒，符合能量守恒定律定律.第十一章第十一章

5、光学光学11-3 11-3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉物理学物理学第五版第五版 当光线垂直入射时当光线垂直入射时0i222rdn2r2dn 1n1n2n1n3n2n12nn 当当 时时123nnn当当 时时第十一章第十一章 光学光学11-3 11-3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉物理学物理学第五版第五版 例例 一油轮漏出的油一油轮漏出的油(折射率折射率n1=1.20)污污染了某海域染了某海域, 在海水在海水(n2=1.30)外表构成一层薄外表构成一层薄薄的油污薄的油污. (1)假设太阳正位于海域上空，不断升飞假设太阳正位于海域上空，不断升飞机的驾驶员从机上向正下方察看，他所正对机的驾驶员从机上向

6、正下方察看，他所正对的油层厚度为的油层厚度为460 nm,那么他将察看到油层呈那么他将察看到油层呈什么颜色？什么颜色？ (2)假设一潜水员潜入该区域水下，并向假设一潜水员潜入该区域水下，并向正上方察看，又将看到油层呈什么颜色？正上方察看，又将看到油层呈什么颜色？第十一章第十一章 光学光学11-3 11-3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉物理学物理学第五版第五版解解 (1)kdn1r2, 2 , 1,21kkdnnm 11042, 11dnknm 552, 21dnknm 36832, 31dnk绿色绿色知知n1=1.20n2=1.30d=460 nm第十一章第十一章 光学光学11-3 11-3 光

7、程光程 薄膜干涉薄膜干涉物理学物理学第五版第五版nm 22082/112, 11dnk (2) (2)透射光的光程差透射光的光程差2/21tdnnm 43152/142, 41.dnknm7362/122, 21dnk红光红光nm6 .4412/132, 31dnk紫光紫光紫红色紫红色第十一章第十一章 光学光学11-3 11-3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉物理学物理学第五版第五版q 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利用薄膜干涉可以提高光学器件的透光率光率 .第十一章第十一章 光学光学11-3 11-3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉物理学物理学第五版第五版23d1n2n

8、玻璃玻璃23nn nm 6 .9942minndd0k取取加强加强氟化镁为增透膜氟化镁为增透膜例例 为了添加透射率，求氟化镁膜的最为了添加透射率，求氟化镁膜的最小厚度知小厚度知 空气空气n1=1.00，氟化镁，氟化镁 n2=1.38 ，=550 nm减弱减弱2) 12(22rkdn解解 222tdn那么那么en22 2en24321nnn解：由于解：由于故上下外表皆无半波损失，那么光程差：故上下外表皆无半波损失，那么光程差： 3解：解：4)(12 rrn33. 134n暗环2 , 1 , 02) 12(22kke解解: 暗环条件为暗环条件为:24ke 那么第四个暗环那么第四个暗环对应的空气膜厚

9、对应的空气膜厚度为度为:m2 . 1m101200026000410m2 . 133. 1介质介质312 rr2r1r解：显然有：解：显然有： dDx NDND ND解：在介质中时：解：在介质中时：mm43 nxdnDx0.75参考下页：条纹间距的推导过程参考下页：条纹间距的推导过程12. 如下图，两列波长为如下图，两列波长为 的相关波的相关波在在P点相遇。波在点相遇。波在S1点振动的初相点振动的初相是是 ，S1到到P点的间隔是点的间隔是r1；波在；波在S2点的初相是点的初相是 ，S2到到P点的间隔是点的间隔是r2 。以以k代表零或正、负整数，那么代表零或正、负整数，那么 P 点点是干涉极大的

10、条件为：是干涉极大的条件为：12 ; ； ; 。21rrk212k21212/2rrk21122/2rrk1r2r1S2Sp1112r2222r 仍为明条纹仍为明条纹; (B) 变为暗条纹；变为暗条纹； (C) 既非明条纹也非暗条纹；既非明条纹也非暗条纹； (D) 无法确定是明条纹还是暗条纹。无法确定是明条纹还是暗条纹。13. 在双缝干涉实验中，入射光的在双缝干涉实验中，入射光的波长为波长为 ，用玻璃纸遮住双缝中的，用玻璃纸遮住双缝中的一个，假设玻璃纸中光程比一样厚一个，假设玻璃纸中光程比一样厚度的空气的光程大度的空气的光程大2.5 ，那么屏上，那么屏上原来的明纹处原来的明纹处kxrdd 加强加强(21)2k 减弱减弱第十一章第十一章 光学光学物理学物理学第五版第五版本章目录本章