《等厚干涉》PPT课件.ppt

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1、若膜厚发生变化若膜厚发生变化*盯住某条明纹，盯住某条明纹，不变，不变，条纹向外扩条纹向外扩e增加，增加，增大，增大，明条纹明条纹当膜厚增加时：当膜厚增加时：当膜厚减小时：当膜厚减小时：盯住某条明纹，盯住某条明纹，不变，不变，条纹向里收缩条纹向里收缩e减小，减小，减小，减小，17.417.4 薄膜干涉薄膜干涉薄膜干涉薄膜干涉1 1 增透膜增透膜n1n2n3n n2 2n n3 3n n1 1空气空气MgF2玻璃玻璃四、四、四、四、增透膜和增反膜增透膜和增反膜增透膜和增反膜增透膜和增反膜反射光干涉相消反射光干涉相消膜的最小厚度膜的最小厚度k=0k=0,1,2,32 2 增反膜增反膜当垂直入射时，各

2、膜层光程差分别为当垂直入射时，各膜层光程差分别为因反射条件不同而都有因反射条件不同而都有 的附加光程差的附加光程差由相长条件由相长条件有有为各膜层最小厚度（为各膜层最小厚度（k=1）则则空气空气例例 如图，在折射率为的玻璃表面有一层厚度为如图，在折射率为的玻璃表面有一层厚度为300nm折射率为的均匀透明油膜，用白光折射率为的均匀透明油膜，用白光垂直垂直射向油膜。射向油膜。（1）哪些波长的）哪些波长的可见光可见光在在反射光反射光中产生相长干涉中产生相长干涉e空气空气油膜油膜玻璃玻璃（2）哪些波长的）哪些波长的可见光可见光在在透射光透射光中相长干涉中相长干涉（3）若要使）若要使反射光反射光中中 的

3、光产生相消干涉，的光产生相消干涉，油膜的最小厚度为多少油膜的最小厚度为多少17.5 薄膜的等厚干涉薄膜的等厚干涉一一一一 劈尖干涉劈尖干涉劈尖干涉劈尖干涉1 劈尖劈尖玻璃中的空气劈尖玻璃中的空气劈尖空气中的玻璃劈尖空气中的玻璃劈尖2 劈尖的干涉劈尖的干涉介质劈介质劈设劈尖反射点间距为设劈尖反射点间距为 e,则对应的光程差为：则对应的光程差为：在棱边处，在棱边处，,所以棱边处为暗条纹所以棱边处为暗条纹（有半波损失时有半波损失时）明纹明纹暗纹暗纹在劈尖干涉中，光程随厚度变化，相同厚度处，在劈尖干涉中，光程随厚度变化，相同厚度处，光程差相同，对应同一级条纹，故称光程差相同，对应同一级条纹，故称等厚干

4、涉等厚干涉两相邻明或暗条纹中心两相邻明或暗条纹中心对应的薄膜厚度差：对应的薄膜厚度差：注意：注意：注意：注意：在没有半波损失时也成立在没有半波损失时也成立条纹间距：条纹间距：被检体被检体被检体被检体标标准准角角规规标标准准角角规规劈尖干涉的应用：劈尖干涉的应用：（1）dL纸纸（2）测量微小厚度）测量微小厚度 薄膜厚度薄膜厚度增加增加时，条纹时，条纹下移下移，即向棱边移动即向棱边移动 厚度厚度减小减小时，条纹时，条纹上移上移，即远离棱边移动即远离棱边移动（3）测量微小厚度变化测量微小厚度变化ABE第第k级对应的级对应的 若不变若不变应向左移应向左移当当 不变时不变时当当 也改变时也改变时BAE条

5、纹向棱移动条纹向棱移动同时同时间距缩小间距缩小被检体被检体被检体被检体棱边棱边棱边棱边例例1在折射率为在折射率为2.35的介质板上涂有一层均匀的透明保护膜的介质板上涂有一层均匀的透明保护膜其折射率为其折射率为1.76。为测出保护膜的厚度，将其磨成劈尖状，。为测出保护膜的厚度，将其磨成劈尖状，如图所示，当用波长为如图所示，当用波长为589nm的钠光的钠光垂直照射垂直照射时，观察到时，观察到膜层劈尖部分的全部范围内共有膜层劈尖部分的全部范围内共有6条等厚干涉条等厚干涉暗纹暗纹，其中，其中A端为端为暗纹暗纹，B端端为为明纹明纹，求保护膜的厚度，求保护膜的厚度 。AB654213例例2 为了测量一根金

6、属细丝的直径为了测量一根金属细丝的直径D，如图形成空气劈尖，如图形成空气劈尖用单色光照射形成等厚干涉条纹。已知用单色光照射形成等厚干涉条纹。已知 金属丝距劈尖顶点金属丝距劈尖顶点L=28.88mm，第第1条明纹条明纹到到第第31条明纹条明纹的距离为的距离为4.295mm，求，求D。LD 二二二二 、牛顿环、牛顿环、牛顿环、牛顿环牛顿环的半径牛顿环的半径 与与 凸凸球面半径球面半径 的关系：的关系：略去二阶小量略去二阶小量 得：得：明环明环暗环暗环表明：表明：故条纹为故条纹为内疏外密内疏外密明、暗条纹位置明、暗条纹位置 的计算：的计算：明环明环暗环暗环r 越大，越大，k越大，越大，与等倾干涉条纹

7、相反与等倾干涉条纹相反讨论：讨论：讨论：讨论：如果连续增大或减小平凸透镜的曲面与平板玻璃间的如果连续增大或减小平凸透镜的曲面与平板玻璃间的距离，条纹将怎样变化？距离，条纹将怎样变化？分析：分析：增大增大圆形条纹向内收缩，向中心湮灭圆形条纹向内收缩，向中心湮灭减小减小圆形条纹向外扩张，从中心冒出圆形条纹向外扩张，从中心冒出明环明环暗环暗环显微镜显微镜半反半反射镜射镜例例 观察牛顿环装置如图。平行光为波长为观察牛顿环装置如图。平行光为波长为589nm的钠的钠光，经半反半透平面镜反射后，垂直入射到牛顿环装置，光，经半反半透平面镜反射后，垂直入射到牛顿环装置，测得第测得第k级暗环级暗环半径半径 ，第，

8、第k+5级暗环级暗环半径半径 ，求球面曲率半径，求球面曲率半径R及暗环的及暗环的k值。值。讨论：讨论：讨论：讨论：若牛顿环装置为平凸透镜若牛顿环装置为平凸透镜 和凹球面组成，和凹球面组成，则其光程差如何表示？则其光程差如何表示？明暗纹半径如何表示？明暗纹半径如何表示？OO1O2R1R2ee1e2rk17.6 17.6 迈克耳孙干涉仪迈克耳孙干涉仪迈克耳孙干涉仪迈克耳孙干涉仪一、一、一、一、结构及原理结构及原理结构及原理结构及原理abab利用分振幅法产生的双光束干涉仪利用分振幅法产生的双光束干涉仪补偿板的作用补偿板的作用当当 每平移每平移 时，将看到一个明（或暗）条时，将看到一个明（或暗）条纹移

9、过视场中某一固定直线，条纹移动的数目纹移过视场中某一固定直线，条纹移动的数目 N 与与 镜平移的距离关系：镜平移的距离关系：可见可见：若波长已知，可测得微小位移；：若波长已知，可测得微小位移；若测得微小位移，可求得波长。若测得微小位移，可求得波长。二二二二 应用应用应用应用例例 在迈克耳孙干涉仪中，在迈克耳孙干涉仪中，反射镜移动反射镜移动0.2334mm的距的距离时，可以数出移动了离时，可以数出移动了792条条纹，求所用光波长。条条纹，求所用光波长。解：由条纹移动的数目解：由条纹移动的数目N 与与 镜平移的距离镜平移的距离关系关系可得可得解：解：ESM1M2G1G2L例例 ：迈克尔逊干涉仪两臂中分别加入：迈克尔逊干涉仪两臂中分别加入2020cm长的玻璃管，长的玻璃管，一个抽成真空，一个充以一个大气压的氩气，今以汞一个抽成真空，一个充以一个大气压的氩气，今以汞光线（光线（）入射干涉仪，如将氩气抽出，发现）入射干涉仪，如将氩气抽出，发现干涉仪中条纹移动了干涉仪中条纹移动了205205条，求氩气的折射率。条，求氩气的折射率。作业：作业：作业：作业：、预习：预习：预习：预习：光的衍射现象光的衍射现象 惠更斯惠更斯-菲涅耳原理菲涅耳原理