大学物理等厚干涉劈尖牛顿环

第三节等厚干涉劈尖、牛顿环薄膜干涉公式单色光以入射角i

从折射率为n1媒质进入折射率为媒质

n2

的媒质，i①②§3.薄膜干涉公式diir①②ri§3.薄膜干涉公式由折射定律§3.薄膜干涉/二、薄膜干涉公式光程差i①②干涉的加强减弱条件加强减弱§3.薄膜干涉/二、薄膜干涉公式加强减弱加强减弱等厚干涉：在同一干涉条纹下薄膜厚度相同。一、劈尖用单色平行光垂直照射玻璃劈尖，由于在同条纹下的薄膜厚度相同，形成干涉条纹为平行于劈棱的一系列等厚干涉条纹。§4.等厚干涉、劈尖、牛顿环/一、劈尖①②单色光在劈尖上下两个表面后形成①、②两束反射光。满足干涉5个条件，由薄膜干涉公式：加强减弱§4.等厚干涉、劈尖、牛顿环/一、劈尖1.劈棱处dk=0,光程差为2.第k级暗纹处劈尖厚度§4.等厚干涉、劈尖、牛顿环/一、劈尖劈棱处为暗纹3.相邻暗纹劈尖厚度差4.相邻条纹间距§4.等厚干涉、劈尖、牛顿环/一、劈尖§4.等厚干涉、劈尖、牛顿环/一、劈尖二、劈尖的应用1.测量微小物体的厚度由有§4.等厚干涉、劈尖、牛顿环/二、劈尖的应用例：测量钢球直径用波长为589.3nm的钠黄光垂直照射长L=20mm的空气劈尖，测得条纹间距为求：钢球直径d。解：§4.等厚干涉、劈尖、牛顿环/二、劈尖的应用2.检测待测平面的平整度由于同一条纹下的空气薄膜厚度相同，当待测平面上出现沟槽时条纹向左弯曲。待测平面光学平板玻璃§4.等厚干涉、劈尖、牛顿环/二、劈尖的应用三、镀膜技术在光学器件中，由于表面上的反射与透射，在器件表面要镀膜，来改变反射与透射光的比例。可有增透膜，增反膜。例如：较高级的照相机的镜头由6个透镜组成，如不采取有效措施，反射造成的光能损失可达45%~90%。为增强透光，要镀增透膜，或减反膜。复杂的光学镜头采用增透膜可使光通量增加10倍。§3.薄膜干涉/三、镀膜技术1.增透膜光学镜头为减少反射光，通常要镀增透膜。增透膜是使膜上下两表面的反射光满足减弱条件。减弱§3.薄膜干涉/三、镀膜技术例：为增强照相机镜头的透射光，往往在镜头（n3=1.52）上镀一层MgF2薄膜（n2=1.38），使对人眼和感光底片最敏感的黄绿光=555nm反射最小，假设光垂直照射镜头，求：MgF2薄膜的最小厚度。解：减弱§3.薄膜干涉/三、镀膜技术k=0,膜最薄通常k取1，在该厚度下蓝紫光反射加强，所以我们看到镜头表面为蓝紫色。§3.薄膜干涉/三、镀膜技术2.增反膜减少透光量，增加反射光，使膜上下两表面的反射光满足加强条件。使两束反射光满足干涉加强条件例如：激光器谐振腔反射镜采用优质增反膜介质薄膜层已达15层，其反射率99.9％。加强§3.薄膜干涉/三、镀膜技术四、牛顿环①②§4.等厚干涉、劈尖、牛顿环/三、牛顿环空气薄膜相同处光程差相同，干涉条纹为一系列同心圆。由于①、②两束反射光的光程差附加加强减弱①②项。中心dk=0,暗环§4.等厚干涉、劈尖、牛顿环/三、牛顿环1.与间的关系①②§4.等厚干涉、劈尖、牛顿环/三、牛顿环加强减弱2.牛顿环半径明环§4.等厚干涉、劈尖、牛顿环/三、牛顿环3.牛顿环应用测量未知单色平行光的波长用读数显微镜测量第k级和第m级暗环半径rk、rm§4.等厚干涉、劈尖、牛顿环/三、牛顿环暗环由牛顿环条纹不是等距分布§4.等厚干涉、劈尖、牛顿环/三、牛顿环检测光学镜头表面曲率是否合格将玻璃验规盖于待测镜头上，两者间形成空气薄层，因而在验规的凹表面上出现牛顿环，当某处光圈偏离圆形时，则该处有不规则起伏。验规§4.等厚干涉、劈尖、牛顿环/三、牛顿环小结练习34加强减弱§3.迈克尔逊干涉仪五、迈克尔孙干涉仪迈克尔孙干涉仪§3.迈克尔逊干涉仪机械波传播需要媒质，光波传播人们认为也需要媒质----“以太”。

地球绕太阳公转的速度大约30km/s,地球上应感到“以太风”的存在。迈克尔孙和莫雷设计干涉仪，测量以太风。播放动画§3.迈克尔逊干涉仪半透半反膜补偿板M2移动/2可