大学物理学-分振幅干涉

阳光下的肥皂泡白光下的油膜

薄膜干涉：扩展光源投射到透明薄膜上，其反射光或透射光的干涉。

薄膜干涉的实例：阳光下肥皂泡的彩纹，马路上油膜的彩纹。分振幅干涉：入射光强被一分为二，经过不同的几何路径再次相遇而干涉的现象１、分振幅法获取相干光通过界面的反射与折射，将一束光分成两束，因为反射光和折射光均来自同一光波，满足相干条件。2、光程差的计算两点说明：（1）透镜不会带来附加光程差：紫色虚线后没有光程差；（2）分开前没有光程差：黑色虚线前没有光程差。一、一般理论A点反射时有半波损失由图中几何关系可知：通常习惯上用入射角i表示光程差：考虑折射定律：和反射透射透射光的干涉3、干涉加强、减弱条件干涉互补（能量守恒）：反射光干涉若为加强，则透射光干涉为削弱。反射光透射光薄膜干涉光程差通式：半波损失：如两条光路上均无半波损失或均有半波损失，则不加半个波长；如一条光路上有，另一条没有，则加。相干相长相干相消相干相长相干相消1、等倾干涉

扩展光源不同方向的光线照射到厚度均匀的薄膜后，在无穷远处（经透镜汇聚）产生的干涉。

一般地讨论薄膜干涉在任意平面上的干涉图样是一个极为复杂的问题。

特征为：（1）具有不同入射角的入射光；（2）薄膜厚度均匀；具体实例：增透膜与增反膜。与之对应的两种特殊情形：等倾干涉、等厚干涉不同倾角对应不同条纹级别二、等倾干涉和等厚干涉等倾干涉实例：（1）增透膜

达到反射光干涉相消的目的，在透明介质（玻璃）外表面镀膜（氟化镁）。半波损失可以不考虑正入射时且反射光相干相消，则：k=0厚度最薄2、等厚干涉

扩展光源同一方向的光线照射到厚度不均匀的薄膜后，在无穷远处（经透镜汇聚）产生的干涉。特征为：（1）具有相同入射角的入射光；（2）薄膜厚度不均匀；具体实例：劈尖干涉与牛顿环。不同厚度对应不同条纹级别讨论：具体应用中（投影仪、照相机镜头等）

1）考虑光的吸收、节省材料和工艺困难，选择合适的镀膜厚度。

2）混色光入射（多波长成分），镀多层膜。（2）增反膜：原理与增透膜相同，使得反射光相干相长，透射光自然相干相消。实例：宇航员的头盔、服装。例一束波长为

＝600nm(1nm=10-9m)的平行单色光垂直入射到折射率为n＝1.33的透明薄膜上，该薄膜是放在空气中的。要使反射光得到最大限度的加强，薄膜最小厚度应为________nm。解：反射光相干相长（有半波损失）：正入射：薄膜干涉的实例：2）空气劈作为薄膜的干涉：1）常用的劈：空气劈，n2=1。是指空气膜的上、下两界面处的反射光的干涉；而不是上玻璃板的上、下两界面反射光的干涉。3）夹角非常小，近似为正入射。1、模型与几点说明：4）计算劈尖干涉的光程时，不考虑玻璃厚度的影响。一、劈尖干涉2、理论分析：1）光程差：正入射情况，即i=0。若劈尖折射率为n2，则有半波损失：2）干涉极值条件：明纹暗纹3）条纹特点：反射光的干涉条纹为明暗相间平行于棱边的直线；棱边为暗纹，存在半波损失。透射光的干涉条纹与反射光相反（能量守恒）。相邻明（暗）纹的厚度差相邻明（暗）纹间的距离l由图可知：相邻明（暗）纹厚度差是薄膜中的波长

n的一半。4）厚度与夹角变化对条纹的影响

分析原则：等厚等级，看厚度，识条纹级别移动规律

越大，L越小条纹左移变密厚度越大疏密程度不变条纹左移1、光干涉膨胀仪每移动一个条纹宽度，厚度变化为：设条纹移动宽度为N个条纹宽度，厚度变化（即膨胀变长）为：如果缩短，则条纹反向移动，计算原理相同。膨胀比例二、劈尖干涉的应用2、测薄膜厚度3、测细丝直径4、检测表面平整度凹陷与凸起的判定：厚度相同，条纹级别相同凹陷的深度与凸起的高度：凹陷凸起例两块平玻璃构成空气劈尖，左边为棱边，用单色平行光垂直入射，若上面的平玻璃慢慢地向上平移，则干涉条纹（A）向棱边方向平移，条纹间隔变小，（B）向棱边方向平移，条纹间隔变大，（C）向棱边方向平移，条纹间隔不变，（D）向