薄膜干涉(精品).ppt

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1、教学目标：教学目标：(1)(1)认识薄膜干涉现象；认识薄膜干涉现象；(2)(2)理解干涉条纹的产生原因；理解干涉条纹的产生原因；(3)(3)知道单色光和复色光在薄膜干涉中形成的条纹的特点；知道单色光和复色光在薄膜干涉中形成的条纹的特点；(4)(4)知道薄膜干涉的某些应用。知道薄膜干涉的某些应用。一、薄膜干涉一、薄膜干涉如如图图，点点着着酒酒精精灯灯，在在其其火火焰焰上上洒洒一一些些食食盐盐，使使酒酒精精灯灯便便发发出出黄黄色色的的火火焰焰。把把带带肥肥皂皂液液薄薄膜膜的的金金属属圈圈放放在在酒酒精精灯灯旁旁适适当当的的位位置置，使使眼眼睛睛恰恰能能看看到到由由薄薄膜膜反反射射而而生生成成的的黄

2、黄色色火火焰焰的的虚虚像像。当当肥肥皂皂薄薄膜膜下下垂垂到到一一定定程程度度，就就在在虚虚像像上上出出现现了了明明暗暗相相间间的的干干涉条纹。涉条纹。一、薄膜干涉一、薄膜干涉干干涉涉条条纹纹形形成成的的原原因因：竖竖立立的的肥肥皂皂薄薄膜膜在在重重力力作作用用下下形形成成了了上上薄薄下下厚厚的的楔楔形形。当当酒酒精精灯灯的的火火焰焰照照射射到到薄薄膜膜上上时时，分分别别从从膜膜的的前前表表面面和和后后表表面面反反射射的的两两列列光光波波，它它们们频频率率相相同同，方方向向一一致致，能能产产生生干干涉涉。在在薄薄膜膜的的某某些些地地方方，两两列列光光波波反反射射回回来来时时，恰恰是是波波峰峰和和

3、波波峰峰叠叠加加，波波谷谷和和波波谷谷叠叠加加，使使光光波波的的振振动动加加强强，形形成成亮亮条条纹纹；而而在在另另一一些些地地方方，两两列列光光波波的的波波峰峰和和波波谷谷叠叠加加，使使光光波波的的振振动动互互相相抵抵消消，形形成成暗暗条条纹。纹。想一下，想一下，在亮条纹处，对应的薄膜的厚度与在亮条纹处，对应的薄膜的厚度与波长关系怎样？波长关系怎样？在暗条纹处，对应的薄膜的厚度与在暗条纹处，对应的薄膜的厚度与波长关系怎样？波长关系怎样？一、薄膜干涉一、薄膜干涉不同单色光的薄膜干涉条纹不同单色光的薄膜干涉条纹 可见，波长可见，波长越长，干涉条纹越宽越长，干涉条纹越宽白光的薄膜干涉条纹白光的薄膜

4、干涉条纹彩色条纹彩色条纹水面上的油膜呈彩色水面上的油膜呈彩色二、应用（一）二、应用（一）检查表面的平整程度检查表面的平整程度取一个透明的标准样板，放在待检查的部件表面并在一端垫一取一个透明的标准样板，放在待检查的部件表面并在一端垫一薄片，使样板的平面与被检查的平面间薄片，使样板的平面与被检查的平面间形成一个楔形空气膜形成一个楔形空气膜，用单色光从上面照射，入射光用单色光从上面照射，入射光从空气层的上下表面反射出两列从空气层的上下表面反射出两列光形成相干光光形成相干光，从反射光中就会看到干涉条纹，从反射光中就会看到干涉条纹标准样板标准样板待检部件待检部件空气薄层空气薄层如如果果被被检检表表面面是

5、是平平的的，产产生生的的干干涉涉条条纹纹就就是是平平行行的的,如如图图（b b）所所示示；如如果果观观察察到到的的干干涉涉条条纹纹如如图图（c c）所所示示，则则表表示示被被检检测测表表面面微微有有凸凸起起或或凹凹下下，这这些些凸凸起起或或凹凹下下的的地地方方的的干干涉涉条条纹纹就就弯弯曲曲。从从弯弯曲曲的的程程度度就就可可以以了了解解被被测测表面的平整情况。这种测量精度可达表面的平整情况。这种测量精度可达1010-6-6cmcm。(a)(b)(c)单色光单色光标准样板标准样板薄片薄片被被检测平面检测平面二、应用（一）二、应用（一）检查表面的平整程度检查表面的平整程度注：薄片厚度一般仅为零点零

6、几毫米左右，只相当于一张纸片的厚度注：薄片厚度一般仅为零点零几毫米左右，只相当于一张纸片的厚度二、应用（二）二、应用（二）增透膜增透膜镀层镀层薄膜薄膜在透镜或棱镜的表面上涂上一层薄膜在透镜或棱镜的表面上涂上一层薄膜(一般用氟化镁一般用氟化镁)。当。当薄膜的厚度适当时，在薄膜的两个表面上反射路程度恰好薄膜的厚度适当时，在薄膜的两个表面上反射路程度恰好等于半个波长，因而互相抵，这就大大减小光的反射损失，等于半个波长，因而互相抵，这就大大减小光的反射损失，增强了透射光的强度，这种薄膜叫增透膜。增强了透射光的强度，这种薄膜叫增透膜。二、应用（二）二、应用（二）增透膜增透膜1、增透的条件是什么？即镀层薄

7、膜的厚度至少多大？、增透的条件是什么？即镀层薄膜的厚度至少多大？2、是否对所有颜色的光都有增透的作用？、是否对所有颜色的光都有增透的作用？薄膜的厚度至少是入射光薄膜的厚度至少是入射光在薄膜中在薄膜中波长的波长的1/41/4。因为人眼对绿光最敏感，所以一般增强绿光的透因为人眼对绿光最敏感，所以一般增强绿光的透射，即薄膜的厚度是射，即薄膜的厚度是绿光绿光在薄膜中波长的在薄膜中波长的1/41/4。由。由于其它色光不能被有效透射，故反射较强，这样于其它色光不能被有效透射，故反射较强，这样的镜头呈淡紫色。的镜头呈淡紫色。1 1、下列现象属于薄膜干涉的有、下列现象属于薄膜干涉的有:（）A A.在水面上的油

8、膜呈现的彩色花纹在水面上的油膜呈现的彩色花纹;B B.雨后天空中呈现的彩虹雨后天空中呈现的彩虹;C.C.阳光下通过三棱镜得到的彩色条纹阳光下通过三棱镜得到的彩色条纹D D.肥皂泡上呈现的彩色环纹。肥皂泡上呈现的彩色环纹。练习练习 返回返回2 2、用单色光照射肥皂薄膜、用单色光照射肥皂薄膜:（）A.A.看到的干涉图样是明暗相间的条纹看到的干涉图样是明暗相间的条纹;B.B.从光源发出的光与肥皂膜表面反射的光发从光源发出的光与肥皂膜表面反射的光发 生干涉生干涉,形成干涉图样。形成干涉图样。C.C.一束入射光从薄膜的前表面和后表面分别一束入射光从薄膜的前表面和后表面分别 反射出来反射出来,形成两列波形

9、成两列波,这两列波频率相同这两列波频率相同,所以可以产生干涉所以可以产生干涉;D.D.若改用白光照射则看不到干涉条纹。若改用白光照射则看不到干涉条纹。2002（上海卷）（上海卷）3 3、如图所示为一显示薄膜干涉现象、如图所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置，的实验装置，P P是附有肥皂膜的铁丝是附有肥皂膜的铁丝圈，圈，S S是一点燃的酒精灯。往火焰上是一点燃的酒精灯。往火焰上洒些盐后，在肥皂膜上观察到的干涉洒些盐后，在肥皂膜上观察到的干涉图象应是下图中的（图象应是下图中的（）(9393年高考题年高考题)4 4、如右图是用干涉法检查某种厚玻璃的上表面是否平、如右图是用干涉法检查某种厚玻璃的上表面是

10、否平的装置，所用单色光是用普通光源加滤光片产生的，的装置，所用单色光是用普通光源加滤光片产生的，检查中所观察到的干涉条纹是由哪两个表面反射的光检查中所观察到的干涉条纹是由哪两个表面反射的光叠加而成的叠加而成的()()A Aa a的上表面和的上表面和b b的下表面的下表面B Ba a的上表面和的上表面和b b的上表面的上表面C Ca a的下表面和的下表面和b b的上表面的上表面D Da a的下表面和的下表面和b b的下表面的下表面2003（上海卷）（上海卷）5 5、劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图、劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图1 1所示。将一块平板所示。将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之

11、上，在一端夹入两张纸片，从而在玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当光垂直入射后，从两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图上往下看到的干涉条纹如图2 2所示。干涉条纹有如下特点：所示。干涉条纹有如下特点：任任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；任意任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。现若在图相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。现若在图1 1装置装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从中抽去一张纸片，则当光垂直

12、入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹将（上往下观察到的干涉条纹将（）A.A.变疏变疏 B.B.变密变密 C.C.不变不变 D.D.消消失失6 6、有关光学仪器上镜头的增透膜，下列说法正确的是：、有关光学仪器上镜头的增透膜，下列说法正确的是：A A增透膜是为了减少光的反射损失而增强透光的强度；增透膜是为了减少光的反射损失而增强透光的强度；B B增透膜的厚度等于入射光在真空中波长的；增透膜的厚度等于入射光在真空中波长的；C C增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的；增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的；D D因为增透膜厚度一般选适合绿光反射相互抵消的厚度，因为增透膜厚度一般选适合绿光反射相互抵消的厚度，红光紫光反射不能完全抵消的厚度，所以涂有增透膜的镜头红光紫光反射不能完全抵消的厚度，所以涂有增透膜的镜头呈淡紫色。呈淡紫色。7 7、将波长为、将波长为的单色光从空气垂直入射到折射率的单色光从空气垂直入射到折射率为为n n的透明介质膜上，要使透射光得到加强，薄膜的透明介质膜上，要使透射光得到加强，薄膜的厚度最少应为（的厚度最少应为（）A A，/4n/4n；B B，/2n/2n；C C，/4/4；D D，/2/2