波动光学-2薄膜干涉课件

§12-3薄膜干涉12-3-1等倾干涉n1n2

>n1n2d12ABCDQP反射光的干涉：光程差：n1n2d12ABCDQPn1薄膜干涉条件（考虑到半波损失）：1干涉加强：2干涉减弱：等倾干涉条纹观察装置干涉条纹薄膜***S1S2S3单色光源en1n2n1n2n1>屏透镜薄膜***S1S2S3单色光源en1n2n1n2n1>屏透镜***S1S2S3单色光源en1n2n1n2n1>屏薄膜透镜***S1S2S3单色光源en1n2n1n2n1>屏薄膜透镜***S1S2S3单色光源en1n2n1n2n1>等倾干涉条纹屏薄膜透镜λe22n2δ==+()k12×1.3834A0==5500×2989A0[例]增透膜——两膜表面平行在玻璃表面镀上一层薄膜，使波长为MgF2=λA05500的绿光全部通过。求：膜的厚度。解：使反射绿光干涉相消=eλ=+()k124n2λ+()124n2取k=1MgF2玻璃1.38=n21.50=n1n0=1取k=1λe2n2=k取k=2λ=24125A02e2n2=λ=1e2n2=8250A0问题：此时反射光呈什么颜色？反射光呈现紫蓝色。一.劈尖（劈形膜）夹角很小的两个平面所构成的薄膜ennn·

A反射光2反射光1单色平行光(设n>n

)·S121、2两束反射光来自同一束入射光，它们可以产生干涉。12-3-2等厚干涉

条纹级次k

随着劈尖的厚度而变化，因此这种干涉称为等厚干涉。条纹为一组平行于棱边的平行线。2.由于存在半波损失，棱边上为零级暗纹。说明：=ekkλn22=ek+1+)1kλ(n22==ek+1ekλn22λn2l=sinθek+1ekl=λn22sinθ相邻两暗纹的间距：ek+1ekθl劈尖公式+()1k2λ2=n2λ22+δ=ek)暗纹条件(l=λn22sinθ讨论：

2.δ=eδ()光程差是介质厚度的函数，3.对于同一级干涉条纹，具有相同的介质厚度。1.利用劈尖可以测量微小角度,微小厚度及照射光的波长。θ等厚干涉夹角变小，条纹变宽，条纹向右移动干涉条纹的移动夹角变大，条纹变密条纹向左移动b[例题]已知如果劈尖内充满折射率为n=1.40的液体，求从劈棱数起第5个明纹在充入液体前后的移动距离。n解：牛顿环半径公式：明环暗环r透镜曲率半径变小时干涉条纹变密例题：求如图干涉实验中第K级牛顿环暗环半径。R解

(k=0,1,2,…)（1）（2）由（1）、（2）式得M2M1M1GG12单色光源反射镜1反射镜2半透明镀银层补偿玻璃板N干涉条纹移动数目，d移动距离M212-3-3

迈克耳逊干涉仪设中央点对应的级数为K，则dM2移动距离d后，光程差变为条纹的级数变为K+N，则由式（2）-（1）得迈克耳逊干涉仪的应用：应用1.移动M2，测出移动的距离，数出相应“冒出”或“缩进”的条纹个数，可算出入射波波长。应用2.原子发光的波长相当稳定，可以作为长度的自然基准。迈克耳逊曾用此干涉仪以镉灯红色谱线的波长为基准测定了原来的基准米尺的长度，促成了长度基准从米原器这种实物基准改为光波波长这种自然基准，这是计量工作上的一大进步。应用3.在光路中加入另外介质，可测出该介质的折射率。设中央点对应的级数为K，则放入云母片后光程差变为条纹的级数变为K+N，则由式（2）-（1）得ndM2M1等倾干涉条纹迈克耳逊干涉仪的干涉条纹M2M2M1M1等倾干涉条纹迈克耳逊干涉仪的干涉条纹M2M2M2M1M1M1与重合等倾干涉条纹迈克耳逊干涉仪的干涉条纹M2M2M2M2M1M1M1M1与重合等倾干涉条纹迈克耳逊干涉仪的干涉条纹M2M1M2M2M2M2M1M1M1M1与重合等倾干涉条纹迈克耳逊干涉仪的干涉条纹迈克耳逊干涉仪的干涉条纹M2M1M2M2M2M2M2M1M1M1M1M1与重合等厚干涉条纹等倾干涉条纹M2M1M2M2M2M2M2M2M1M1M1M1M1M1与重合等厚干涉条纹等倾干涉条纹迈克耳逊干涉仪的干涉条纹M2M1M2M2M2M2M2M2M2M1M1M1M1M1M1M1与重合等厚干涉条纹等倾干涉条纹迈克耳逊干涉仪的干涉条纹M2M1M2M2M2M2M2M2M2M2M1M1M1M1M1M1M1M1与重合等厚干涉条纹等倾干涉条纹迈克耳逊干涉仪的干涉条纹M2M1M2M2M2M2M2M2M2M2M2M1M1M1M1M1M1M1M1M1与重合等厚干涉条纹等倾干涉条纹迈克耳逊干涉仪的干涉条纹例题.当把折射率n=1.40的薄膜放入迈克耳孙干涉仪的一臂时，如果产生了7.0条条纹的移动，求薄膜的厚度。（已知钠光的波长为=5893A）解：d光的时间相干性当一对相干光束的光程差超过一定范围后，将看不到干涉条纹。问题：普通窗玻璃有两个表面，光在两个表面反射时，为什么看不到干涉条纹？原因：相干长度两个分光束能产生干涉效应的最大光程差。相干长度M2M1M1a1a2b2b112光程差不大波列与1、2两光发生干涉a1a2发生重叠a1a2a原子的波列、M2M1M1a1a2b2b112M2M1M1a1a2b2b112光程差太大光程差不大波列与1、2两光发生干涉a1a2发生重叠a1a2a原子的波列、波列与1、2两光不相干不再重叠a1a2练习1、如图，在空气中，已知P点为第三级明条纹，则S1和S2到P点的光程差是若整个装置放于某种液体中，P点为第五级明条纹，则该液体的折射率n=?

练习2、若用白光照明，且用红兰滤光片挡在两缝后，屏上能产生干涉吗？屏幕S白光红色滤光片兰色滤光片P3.如图,已知入射光在n1中的波长为１,求经上下两表面反射光的光程差，n1<n2>n3答案：12n1n3n2e4、Ｓ１、Ｓ２为相干光源，A为空间一点，s1A=s2A,在s1A之间插入一厚为e，折射率为n的薄玻璃，则两光源发出的光在Ａ点的位相差是多少？若波长＝500nm,n=1.5,A点刚好是第四级明纹，则e=?答案：5、如图，透镜可以上下移动，从上向下观察到中心是一个暗斑，此时透镜顶点距离平板的距离最少是多少？＝500nmn1=1.68n=1.60n2=1.58答案：6、在迈克尔逊干涉仪中将平面镜移动一微小距离过程中，观察到条纹移动1468条，所用单色光波长为546.1nm,由此可得，反射镜平移的距离为多少？（给出四位有效数字）答案：2h=N,０.4500mm练习7.求如图干涉实验中第K级暗纹的半径,已知两透镜的曲率半径分别为R1和R2。n答案：R1rkrkR2Db解：由题知[例习8]已知30条明纹的距离为S=4.295mm,求细金属丝的直