物理-112光程薄膜干涉-精品文档整理.ppt

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1、1221212krrkrr干涉相长干涉相长干涉相消干涉相消k212k干涉相长干涉相长干涉相消干涉相消122rr 112r1r2r0r222r002r201 例：设光在真空中的波长为例：设光在真空中的波长为 ，求光在真空中传，求光在真空中传递递m m个波长的几何空间距离和光在折射率为个波长的几何空间距离和光在折射率为n n的介的介质中传播质中传播m m个波长几何空间距离分别为多少？个波长几何空间距离分别为多少？光在介质中的波长：光在真空中传递光在真空中传递m m个波长的几何空间距离：个波长的几何空间距离： mr光在折射率为光在折射率为n n的介质中传播的介质中传播m m个波长几何空间距离：个波长

2、几何空间距离： nrnmrrnrmr cn nnc112r1r2r0r222r002r02nr)(2201rnrr 0rS02rP真空中：iiir2（光在介质中的波长）icn nncnri2n1n2nmr1r2rm 12m02iirnrri0折射率为 的介质中：in光程光程光在某一介质中所经历的几何路程光在某一介质中所经历的几何路程 和这介质的折射率和这介质的折射率n n的乘积的乘积目的：把光在介质中通过的路程按目的：把光在介质中通过的路程按相位变化相位变化相同相同折合到真空中的路程。折合到真空中的路程。（一）光程的概念（一）光程的概念rrn 02rr 0nr1r2) 12(kk干涉相长干涉相

3、长干涉相消干涉相消 1r2r2S1SP0rn 不同光线通过透镜要改变传播方向，会不会引起附加光程差？问题问题ABCabcF三束光在三束光在F F点形成亮点，点形成亮点，A A、B B、C C 各点到各点到F F点的点的光程都相等光程都相等。现象分析：现象分析：光线在此处是同相的，光线在此处是同相的，互相加强互相加强AaFAaF比比BbFBbF在在空气中经过的几何路程长，但空气中经过的几何路程长，但BbFBbF在透镜中经过的路程比在透镜中经过的路程比AaFAaF长，透镜折射率大长，透镜折射率大于于1 1，折算成光程，折算成光程， AaFAaF的光程与的光程与BbFBbF的光程的光程相等。相等。使

4、用透镜不会引起各相干光之间的附加光程差。使用透镜不会引起各相干光之间的附加光程差。解解释释光程光程nr光程差相差2使用透镜不会引起各相干光之间的附加光程差。使用透镜不会引起各相干光之间的附加光程差。2 , 1 , 02) 12(2 , 1 , 0kkkk干涉相长干涉相长干涉相消干涉相消小结光程差光程差薄膜干涉分振幅法分振幅法p薄膜薄膜S S * * 光线经过薄膜（油膜或肥皂膜等）的两个表面反射后，两束反射光之间相互叠加，形成干涉条纹。 两束反射光线是来自同一条入射光线，即它们的两束反射光线是来自同一条入射光线，即它们的能能量来自同一条入射光线量来自同一条入射光线，故叫这种产生相干光的方法叫，故

5、叫这种产生相干光的方法叫分振幅法。分振幅法。油膜型薄膜干涉肥皂膜型薄膜干涉空气膜型薄膜干涉增透膜（增反膜）1n2n3n12h321nnn空气空气油膜油膜水水123h321nnn空气空气空气空气肥皂膜肥皂膜321nnn1n3n2n空气膜空气膜玻璃玻璃玻璃玻璃321nnn1n2n3n空气空气增透（反）膜增透（反）膜玻璃玻璃hn22222hn22hhn22123h321nnn1和2之间的光程差：hn22（一）油膜分析2, 1 ,02)12(2, 1 ,022kkkkhn干涉相长干涉相长干涉相消干涉相消21r2222hnr1n2n3n空气空气油膜油膜水水（二）肥皂膜分析123h22212hnrr干涉减

6、弱干涉加强2, 1 ,02)12(2, 1 ,022kkkkhnc321nnn空气空气空气空气肥皂膜肥皂膜21rhnr222空气劈尖222hn22h2 , 1 , 02)12(2 , 1 , 0kkkk明暗玻璃玻璃玻璃玻璃空气膜空气膜12h01r2222hnr1n3n2n321nnn镀层镀层薄膜薄膜增透膜玻璃玻璃h2 , 1 , 0,2) 12(22kkhn当当: :,43,422nnhnm550对应于人眼最敏感的黄绿光使反射光的强度为零，从而增大了透射光的光强。干涉相消321nnn1n2n3n空气空气增透（反）膜增透（反）膜21r2222hnr12用两块平玻璃片形成一个空气劈，若用波长分别为

7、600nm和500nm的两种单色光垂直入射，观察反射光形成的干涉条纹，从两玻璃接触的棱边处数起，两种光的第五个明纹所对应的空气膜厚度之差为 nm。22h449h225111422h222422h1149h2249h22h2)12(kk明暗折射率为1.30的油膜覆盖在折射率为1.50的玻璃片上。用白光垂直照射油膜，观察到透射光中绿光 加强,则油膜的最小厚度是：（ ）)500(nmnmA3 .83.nmB250.nmC3 .192.nmD2 .96.D2 , 1 , 0,2) 12(22kkhn21.5 迈克耳孙干涉仪迈克耳孙干涉仪一一. . 仪器结构、光路仪器结构、光路二二 . . 工作原理工作原理三三. . 应用：应用：微小位移测量微小位移测量测折射率测折射率M 211 22 S半透半反膜半透半反膜M1M2G1G2E利用分振幅法产生双光束干涉利用分振幅法产生双光束干涉薄膜干涉总结2.*计算光程差1.利用分振幅法产生双光束干涉折射率 大半波损失光疏介质光密介质折射率 小nn透射波没有半波损失2, 1 ,02)12(2, 1 ,0kkkk干涉相长干涉相长干涉相消干涉相消3.rn 光程:油膜型薄膜干涉0ncnwn12hwcnnn0hnc222hnc123h321nnn肥皂膜型薄膜干涉22h321nnn空气膜型薄膜干涉玻璃玻璃增透膜（增反膜）hnc2321nnn1n2n3n1n3n2n