《波动光学》课件

《《波动光学》课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、丰富多彩的干涉现象水膜在白光下白光下的肥皂膜§12-3薄膜干涉蝉翅在阳光下蜻蜓翅膀在阳光下白光下的油膜肥皂泡玩过吗?分波面与分振幅分振幅法薄膜单色点光源分波面法相干光的获得方法PL一、薄膜干涉DC34E5A1B2由路程差造成的2,3两束光程差1.干涉形成2.光程差分析由路程差造成的光程差：反射光在界面上的相位突变和附加光程差*当光从折射率小的光疏介质，正入射或掠入射于折射率大的光密介质时，则反射光有半波损失。1n2np1n光疏到光密反射光相位有变p入射波入射波驻波驻波反射波反射波波密媒质波疏媒质2l2lXYO由波疏媒质入射在波密媒质界面上反射，在界处，反射波

2、的振动相位总是与入射波的振动相位相反，即差了，形成驻波时，总是出现波节。p位相差了相当于波程差了，称为半波损失p2l有半波损失*当光从折射率大的光密介质，正入射于折射率小的光疏介质时，反射光没有半波损失。*折射光没有相位突变折射光相位无变p玻璃3n1n例二:空气玻璃2np称附加相位差rjp附加光程差d2l2l00p界面反射条件不同空气油膜玻璃2n3n1npp例一:称界面反射条件附加相位差rjpp0附加光程差d2l2l0相同PLDC34E5A1B2pA点有相位突变B点无相位突变考虑有半波损失后（2）光与（3）光之间的光程差：根据具体情况而定式中为真空中的波长

3、无无减弱暗纹加强明纹k的取值要注意:如k=3则表示明纹3条，暗纹4条（1）总光程差公式dod+d反射条件相同2l0不同反射条件2esin1n2ni222+3.讨论（2）若厚度e一定，则相同入射角入射的光束，经膜的上下表面反射后产生的相干光束都有相同的光程差，从而对应于干涉图样中的一条条纹，此称干涉为等倾干涉(不要求)iiiisf1n3n2ne（3）若入射角i一定，则称此干涉为等厚干涉（重点）（4）薄膜厚度在10-7m数量级增透膜：现代光学仪器中，为了减少入射光能量在仪器表面上反射时所引起的损失，常在仪器表面上镀一层厚度均匀的薄膜。4.薄膜干涉的应用防可见光反

4、射(增可见光透射)空气n1=1玻璃n3=1.58MgF2n2=1.38e为使反射光减弱，所涂薄膜厚度e应满足下列条件：i（1）原理光垂直入射i=0增透膜的光学厚度k=0最小厚度例1用白光垂直照射置于空气中的厚度为0.50mm的玻璃片．玻璃片的折射率为1.50．在可见光范围内(400nm~760nm)哪些波长的反射光有最大限度的增强？(1nm=10-9m)解：加强，2ne+=kk=1，=3000nm，k=2，=1000nm，k=3=600nm，k=4，=428.6nm，k=5=333.3nm．∴在可见光范围内，干涉加强的光的波长是＝600nm和＝428.6nm

5、(A)(B)(C)(D)答案A1.如图所示，波长为的平行单色光垂直入射在折射率为n2的薄膜上，经上下两个表面反射的两束光发生干涉．若薄膜厚度为e，而且n1＞n2＞n3，则两束反射光在相遇点的相位差为随堂小议答案A2.如图所示，折射率为n2、厚度为e的透明介质薄膜的上方和下方的透明介质的折射率分别为n1和n3，已知n1＜n2＜n3．若用波长为的单色平行光垂直入射到该薄膜上，则从薄膜上、下两表面反射的光束①与②的光程差是(A)(B)(C)(D)（一）劈尖干涉二、等厚干涉1.干涉实现平行光垂直入射到劈尖上i=0空气劈尖n=1空气玻璃明纹暗纹2.光程差及明暗条件（1

6、）平行棱边的直条纹，同一厚度e对应同一级条纹：等厚条纹.3.讨论棱边e=0暗纹，证明了半波损存在e明纹暗纹(2)相邻明纹（暗纹）间的厚度差条纹等间距（4）干涉条纹的移动规律：e变大，条纹下移e变小，条纹上移每一条纹对应劈尖内的一个厚度，当此厚度位置改时，对应的条纹随之移动.条纹每移动一级，膜厚改变动画1动画2（1）测膜厚4.劈尖干涉的应用折射率n1=1.50n2=3.42k应取多少？第几级明纹11.如图所示，在的平面上镀了一层厚度均匀的薄膜。为了测量这层薄膜的厚度，将它的一部分磨成劈形（示意图中的段）。现用波长为的平行光垂直照射，观察反射光形成的等厚干涉条纹

7、。在图中段共有8条暗纹，且B处恰好是一条暗纹，求膜的厚度。（Si折射率为3.42，SiO2折射率为1.50）明纹暗纹空气（2）检验光学元件表面的平整度（3）测细丝的直径例2两块长度10cm的平玻璃片，一端互相接触，另一端用厚度为0.004mm的纸片隔开，形成空气劈形膜．以波长为500nm的平行光垂直照射，观察反射光的等厚干涉条纹，在全部10cm的长度内呈现多少条明纹？(1nm=10-9m)解法1：设空气膜最大厚度为e2ne+=k∴明纹数为16e解法2：计算劈尖角θeθ明条纹间距明条纹数目答案C1.用劈尖干涉法可检测工件表面缺陷，当波长为的单色平行光垂直入射时

8、，若观察到的干涉条纹如图所示，每一条纹弯曲部分的顶点