高二物理竞赛课件：7-2 薄膜干涉.ppt

第7章 波动光学,薄膜干涉,L,一 薄膜干涉的光程差,反射光的光程差,加 强,减 弱,透射光的光程差,注意：透射光和反射光干涉具有互 补 性 ，符合能量守恒定律.,当光线垂直入射时,当 时,当 时,二、均匀薄膜等倾干涉,增透膜和增反膜,利用薄膜干涉可以提高光学器件的透光率 .,取,则,（增强）,明纹,暗纹,三、劈形薄膜等厚干涉,1）劈尖,为暗纹.,相邻明纹（或暗纹）所对应的薄膜厚度之差,相邻明纹（或暗纹）所对应的薄膜厚度之差相同。,e k,ek+1,e,2）相邻明纹（暗纹）间的厚度差,3）相邻明纹（或暗纹）间距,例题 在半导体元件生产中，为了测定硅片上SiO2薄膜的厚度，将该膜的一端腐蚀成劈尖状，已知SiO2 的折射率n =1.46，用波长 =5893埃的钠光照射后，观察到劈尖上出现9条暗纹，且第9条在劈尖斜坡上端点M处，Si的折射率为3.42。试求SiO2薄膜的厚度。,解：由暗纹条件,知,第9条暗纹对应于k=8,代入上式得,所以SiO2薄膜的厚度为1.72 m。,劈尖干涉的应用,1）测薄膜的厚度,2）检验光学元件表面的平整度,3）测细丝的直径,例题 为了测量金属细丝的直径，把金属丝夹在两块平玻璃之间，形成劈尖，如图所示，如用单色光垂直照射 ，就得到等厚干涉条纹。测出干涉条纹的间距，就可以算出金属丝的直径。某次的测量结果为：单色光的波长 =589.3nm金属丝与劈尖顶点间的距离L=28.880mm，30条明纹间的距离为4.295mm,求金属丝的直径D？,解: 相邻两条明纹间的间距,其间空气层的厚度相差为/2于是,其中为劈间尖的交角，因为 很小，所以,代入数据得,三 牛顿环,由一块平板玻璃和一平凸透镜组成,光程差,牛顿环实验装置,光程差,明纹,暗纹,3）应用例子:可以用来测量光波波长，用于检测透镜质量，曲率半径等.,1）从反射光中观测，中心点是暗点还是亮点？从透射光中观测，中心点是暗点还是亮点？,2）属于等厚干涉，条纹间距不等，为什么？,暗环半径,明环半径,2,2,1,1,半透半反膜,迈克耳孙干涉仪,迈克耳逊干涉仪,迈克耳逊在工作,迈克耳逊（A.A.Michelson） 美籍德国人,因创造精密光学仪器，用以进行光谱学和度量学的研究，并精确测出光速，获1907年诺贝尔物理奖。,爱因斯坦: “我总认为迈克尔逊是科学中的艺术家，他的最大乐趣似乎来自实验本身的优美和所使用方法的精湛，他从来不认为自己在科学上是个严格的专家，事实上的确不是，但始终是个艺术家。” 许多著名的实验都堪称科学中的艺术，如：全息照相实验，吴健雄实验，兰姆移位实验等等。 重要的物理思想巧妙的实验构思精湛的实验技术 科学中的艺术,