两反射光均有半波损失

第三节分振幅干涉薄膜干涉等倾干涉等厚干涉山东农业高校应用物理系n3d反射光线2，3的光程差：1、薄膜上、下表面反射光的干涉：2反射光2和3有“半波损失”吗？所以2，3的实际光程差为：反射光2有“半波损失”，3没有！1空气一、薄膜干涉（分振幅法获得相干光）山东农业高校应用物理系考虑到“半波损失”

干涉明纹干涉暗纹等厚干涉：当入射光的波长确定时，厚度相同的地方干涉结果也相同，这种干涉称为等厚干涉。山东农业高校应用物理系反射光的干涉加强时，透射光的干涉减弱。2、薄膜中透射光的干涉：dn123透射光线2，3的光程差明纹暗纹与相差，即：空气山东农业高校应用物理系e空气油污海水例求解一油轮漏出的油(n1=1.20)污染了某海疆，在海水(n2=1.30)表面形成一层薄薄的油污。油层厚度为e=460nm，(1)若一飞行员从上向下视察，则油层呈什么颜色？(2)若某潜水员从水下向上视察，则油层呈什么颜色？(1)两反射光均有“半波损失”，则反射光干涉加强的条件为飞行员看到油膜呈绿色

将n1

=1.20，e=460nm代入得绿光

红外区紫外区231山东农业高校应用物理系(2)透射光干涉加强（即反射光干涉减弱）的条件为潜水员看到油膜呈紫红色

将n1

=1.20，e=460nm代入得红光

红外紫光或紫外e空气油污海水132山东农业高校应用物理系d波长550nm黄绿光对人眼和照像底片最敏感。要使照像机对此波长反射小，可在照像机镜头上镀一层氟化镁MgF2薄膜，已知氟化镁的折射率n1=1.38，玻璃的折射率n2=1.55。黄绿光反射干涉减弱的条件

MgF2薄膜的最小厚度

例求解MgF2薄膜的最小厚度d。231MgF2山东农业高校应用物理系思索问题3、某电影上的搞笑镜头：一青年去见其女挚友，在约会的餐厅外对着玻璃排练见面时的表情，没想到这种玻璃是外面看不见里面、里面看外面清清晰楚，他女挚友正好坐在餐厅里这块玻璃前，将他的千姿百态尽收眼底……试说明其中的物理原理。1、利用薄膜干涉能否检查工件表面是否平整，为什么？2、利用所学学问，推想市场上防紫外线衣服、伞、眼镜等的设计原理？山东农业高校应用物理系二、薄膜的等厚干涉一组平行光（即入射角i确定）投射到薄厚不匀整的薄膜上，其光程差随着厚度e而变更，厚度相同的区域，其光程差相同，因而这些区域就出现同一级的干涉条纹，故称为等厚干涉。

SSS山东农业高校应用物理系1、劈尖干涉e明纹暗纹棱边处（e=0）：暗纹干涉条纹（劈尖折射率为n）为什么不考虑玻璃厚度对光程差的影响

？因为玻璃板的厚度d为常数，入射角i也等于常数，使得劈尖上、下两界面的反射光在玻璃中阅历了同样的光程，所以可以将玻璃简化为一个几何面。山东农业高校应用物理系相邻明纹（或暗纹）处劈尖的厚度差：（：条纹间距）山东农业高校应用物理系条纹特点：（2）透射光干涉条纹的明暗位置与反射光情形刚好相反；（1）明暗相间平行于棱边的直条纹；（3）相邻明（暗）纹厚度差是劈尖薄膜中的波长的一半；（4）相邻条纹之间对应的劈尖厚度差或间距l均与有无半波损失无关，半波损失仅影响何处呈明纹与暗纹。（5）越小，L越大，条纹越稀；越大，L越小，条纹越密。当大到某一值，条纹密不行分，无干涉。（6）当厚度变更时，干涉条纹会发生移动：薄膜增厚，条纹向棱边移动；反之，则远离棱边。山东农业高校应用物理系等厚条纹待测工件平晶d(2)

检测表面不平整度(1)可测量小角度、小位移、微小直径、波长等劈尖干涉的应用：↑

条纹变密；↑

条纹变密山东农业高校应用物理系2、牛顿环（1）牛顿环试验装置及光路山东农业高校应用物理系〔

〕（暗环）（明环）明环半径：暗环半径：(2)干涉条纹牛顿环干涉条纹是一系列明暗相间的、内疏外密的同心圆环。山东农业高校应用物理系①

测透镜球面的半径R

已知,测

m、rk+m、rk，可得R②

测波长已知R

，测出m、rk+m、rk，可得③

检测透镜的曲率半径误差及其表面平整度④若接触良好,中心为暗纹——半波损失

样板待测透镜条纹(3)应用 ⑤

透射图样与反射图样互补山东农业高校应用物理系例求解为了测量一根细金属丝的直径d，按图方法形成空气劈尖，用单色光照射形成等厚干涉条纹，用读数显微镜测出干涉明条纹的间距，就可以算出d。已知:单色光波长为589.3nm，金属丝与劈尖顶点的距离L=28.880mm，第1条明条纹到第31条明条纹的距离为4.295mm。由题知

直径

d金属丝直径d山东农业高校应用物理系利用等厚干涉可以测量微小的角度。下图为折射率n=1.4的劈尖形介质,用=700nm的单色光垂直照射，测得两相邻明条纹间距l=0.25cml由于θ很小

例求解劈尖角θ山东农业高校应用物理系扩展光源屏幕透镜n对于厚度匀整的薄膜，扩展光源投射到薄膜上的光线的光程差，是随着光线的倾角（即入射角i）不同而变更的。倾角相同的光线都有相同的光程差，因而属于同一级别的干涉条纹，这种干涉叫做等倾干涉。三、薄膜的等倾干涉ii山东农业高校应用物理系反射光2反射光1·S121、光程差的计算

因为光程差考虑半波损失,实际光程差为：明纹暗纹山东农业高校应用物理系··i1foen1n1n2>n1面光源Sr环Pi1

·L2

fPO

r环n1n1n2

>n1A

CD·a2a1点光源Si1i1i1i1··B·

2、点光源与面光源：

点光源照射面光源照射·入射角相同的光线分布在锥面上，对应同一级干涉条纹。面光源上不同点而入射角相同的入射光，都将汇聚在同一级干涉环上（非相干叠加），因而面光源照明比点光源照明条纹明暗对比更显明。山东农业高校应用物理系（2）形态：一系列同心圆环；（3）条纹级次分布：（1）定域：条纹经会聚才能视察，定域为无穷远；3、条纹特征：

靠近环心的条纹干涉级别高；（4）条纹间距：入射角增加时，条纹间距减小，内疏外密；山东农业高校应用物理系增透膜:

能削减反射光强度而增加透射光强度的薄膜。4、等倾干涉的应用：增反膜:

能增加反射光强度而削减透射光强度的薄膜。山东农业高校应用物理系多层高反射膜HLZnSMgF2HLZnSMgF2

在玻璃上交替镀上光学厚度均为/4的高折射率ZnS膜和低折射率的MgF2膜，形成多层高反射膜。山东农业高校应用物理系美国物理学家，主要从事光学探讨，有生之年始终是光速测定的国际中心人物。(1)1879年他用自己改进了的傅科方法，获得光速值为299910±50km/s；

(2)1887年的迈克耳孙—莫雷试验，否定了以太的存在，它动摇了经典物理学的基础；(3)1893年首倡用光波波长作为长度基准；(4)1920年第一次测量了恒星的尺寸（恒星参宿四）；(5)1907年获诺贝尔物理学奖。

A.Michelson(1852-1931)5、迈克耳逊干涉仪山东农业高校应用物理系PSM2M1G1G2LM'2（1）

干涉仪结构山东农业高校应用物理系d（2）工作原理光束1和2发生干涉，光程差：(无半波损失)(有半波损失)或加强减弱距离d

每变化半个波长，则干涉条纹移过1条;若M1平移

d

时，干涉条纹移过

n条，即装置优点：设计精巧，两束相干光完全分开，可以方便的改变任一光路的光程。山东农业高校应用物理系(3)应用1、微小位移测量（误差不超过±/2）2、测波长用氦氖激光(632.8nm)作光源,迈克耳逊干涉仪中的M1反射镜移动了一段距离,数得干涉条纹移动了792条例求M1移动的距离。解若已知光源的波长，利用此方法可以精密测定长度；若已知长度，则可以测定光源的波长。3、测介质的折射率山东农业高校应用物理系空气的折射率n。

在迈克耳孙干涉仪的两臂中，分别插入l=10.0cm长的玻璃管，其中一个抽成真空，另一个储有压强为1.013×105P