2021-2022学年高二物理竞赛课件：薄膜干涉分类.pptx

薄膜干涉分类l薄膜干涉分类薄膜干涉分类 等倾干涉（等倾干涉（等倾条纹）等倾条纹）（薄膜两表面严格平行）（薄膜两表面严格平行）同一条同一条（级次相同）干涉条纹对应（级次相同）干涉条纹对应同一个同一个入射角入射角值。值。等厚干涉（等厚干涉（等厚条纹）等厚条纹）（光沿同一方向入射到薄膜上）（光沿同一方向入射到薄膜上）同一条同一条（级次相同）干涉条纹对应同（级次相同）干涉条纹对应同一个一个厚度厚度值。值。常数常数常数常数E等厚干涉条纹等厚干涉条纹平行光平行光照射到表面平整、照射到表面平整、厚度不均匀厚度不均匀的薄膜上产生的薄膜上产生的干涉条纹。的干涉条纹。薄膜厚度薄膜厚度d 相同之处对应于同一级条纹，因此称为相同之处对应于同一级条纹，因此称为等厚干涉条纹等厚干涉条纹。光线垂直入射时：光线垂直入射时：明纹明纹暗纹暗纹等厚干涉条纹等厚干涉条纹劈尖劈尖不规则表面不规则表面白光入射白光入射单色光入射单色光入射肥皂膜的等厚干涉条纹肥皂膜的等厚干涉条纹白光经肥皂膜的干涉白光经肥皂膜的干涉（KG001）劈尖膜劈尖膜 nd平行光垂直入射，薄膜上下平行光垂直入射，薄膜上下表面之间夹角极小。表面之间夹角极小。明纹明纹暗纹暗纹 条纹特点条纹特点 形状：形状：平行于劈尖棱边的直条纹平行于劈尖棱边的直条纹条纹条纹等间距等间距分布。分布。相邻条纹所对应的厚度差：相邻条纹所对应的厚度差：条纹级次分布：厚度越大，级次越高。条纹级次分布：厚度越大，级次越高。劈尖处为劈尖处为0级暗纹级暗纹半波损失半波损失相邻条纹间距：相邻条纹间距：白光照射白光照射产生彩色的等厚干涉条纹产生彩色的等厚干涉条纹移动空气劈尖的上玻璃片，条纹如何变化？移动空气劈尖的上玻璃片，条纹如何变化？劈尖膜劈尖膜干涉的应用干涉的应用测量微小直径、厚度，表面平整度、平行度等。测量微小直径、厚度，表面平整度、平行度等。标标准准待待测测D Dh测波长测波长、折射率折射率薄膜厚度：薄膜厚度：条纹数条纹数 测量薄膜厚度测量薄膜厚度DLnlD例例 如图所示，两个直径有微小差别的彼此平行如图所示，两个直径有微小差别的彼此平行的滚柱之间的距离为的滚柱之间的距离为L L，夹在两块平晶的中间，形，夹在两块平晶的中间，形成空气劈尖，当单色光垂直入射时，产生等厚干涉成空气劈尖，当单色光垂直入射时，产生等厚干涉条纹。如果滚柱之间的距离条纹。如果滚柱之间的距离L L变小，则在变小，则在L范围内干范围内干涉条纹的（涉条纹的（）(A)数目减少，间距变大。数目减少，间距变大。(B)数目不变，间距变小。数目不变，间距变小。(C)数目增大，间距变小。数目增大，间距变小。(D)数目减少，间距不变。数目减少，间距不变。例例 为了测量金属细丝的直径，把金属丝夹在两块平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，如用单色光垂直照玻璃之间，形成劈尖，如图所示，如用单色光垂直照射射，就得到等厚干涉条纹。测出干涉条纹的间距，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：单色光的波长光的波长 =589.3 nm金属丝与劈间顶点间的距离金属丝与劈间顶点间的距离L=28.880 mm，30条明纹间得距离为条明纹间得距离为4.295 mm,求金求金属丝的直径属丝的直径D？解：解：相邻两条明纹间的间距相邻两条明纹间的间距 例例 利用空气劈尖的等厚干涉条纹可以检测工利用空气劈尖的等厚干涉条纹可以检测工 件表面件表面存在的极小的加工纹路，存在的极小的加工纹路，在经过精密加工的工件表面在经过精密加工的工件表面上放一光学平面玻璃，使其间形成空气劈形膜，用单上放一光学平面玻璃，使其间形成空气劈形膜，用单色光照射玻璃表面，并在显微镜下观察到干涉条纹，色光照射玻璃表面，并在显微镜下观察到干涉条纹，如图所示。试根据干涉条纹的弯曲方向，判断工件表如图所示。试根据干涉条纹的弯曲方向，判断工件表面是凹的还是凸的；并证明凹凸深度可用下式求得面是凹的还是凸的；并证明凹凸深度可用下式求得 观察到的干涉条纹弯向空气膜的左端，观察到的干涉条纹弯向空气膜的左端，可判断工件表面是下凹的，如图所示。可判断工件表面是下凹的，如图所示。解：解：由图中相似直角三角形：由图中相似直角三角形：