产生牛顿环干涉条纹ppt课件.ppt

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1、薄膜干涉——等厚条纹1、等厚干涉条纹2.劈尖膜平行光接近垂直入射，在上、下表面反射的光相干迭加，在表面处看到干涉条纹。设薄膜的折射率为n2，暗条纹明条纹3.干涉条纹分布的特点：(2).干涉条纹是平行于棱边的直条纹(3).相邻明（暗）纹间距L：（适于平行光垂直入射）只有在很小的劈尖上，才能看到干涉条纹(1).当有半波损失时，在劈棱处为暗纹，否则为一亮纹；(4)当某种原因引起膜的等厚线发生变化时，将引起条纹作相应地移动。利用薄膜干涉的原理，可测量单色光的波长、测出微小的角度，在工程技术中常来测定细丝的直

2、径、薄片的厚度等等。增透膜薄膜干涉应用2一、为什么在光学镜头上涂一层透明薄膜来增加透射度呢?现代光学装置，如摄影机、电影放映机的镜头、潜水艇的潜望镜等，都是由许多光学元件棗透镜、棱镜等组成的．进入这些装置的光，在每一个镜面上都有一部分光被反射，因此只有10～20％的入射光通过装置，所成的像既暗又不清晰．计算表明，如果一个装置中包含有六个透镜，那么将有50％的光被反射．若在镜面上涂上一层透明薄膜，即增透膜，就大大减少了光的反射损失，增强光的透射强度，从而提高成像质量增透膜1.增透膜在透镜表面镀一层薄膜

3、，利用干涉原理，使反射光产生相消干涉，从而增加光的透射。对单层增透膜（通常镀MgF2，n2=1.38），反射相干光满足：2.增反膜增反膜是利用在薄膜上、下表面反射光相长干涉的原理，使反射光得到增强。通常是在光学玻璃表面镀上一层折射率n2>n3的介质薄膜，工艺上通常采用多层膜。对于一般的照相机和目视光学仪器，通常选黄绿光作为“控制波长”，使膜的光学厚度等于此波长的1/4，在白光照射下的反射光呈现兰紫色。二、为什么要求增透膜的厚度是入射光在薄膜介质中波长的四分之一呢?当光射到两种透明介质的界面时，若光从

4、光密介质射向光疏介质，光有可能发生全反射；当光从光疏介质射向光密介质，反射光有半波损失．对于玻璃镜头上的增透膜，其折射率大小介于玻璃和空气折射率之间，当光由空气射向镜头时，使得膜两面的反射光均有半波损失，从而使膜的厚度仅仅只满足两反射光的光程差为半个波长．膜的后表面上的反射光比前表面上的反射光多经历的路程，即为膜的厚度的两倍．所以，膜厚应为光在薄膜介质中波长的1/4，从而使两反射光相互抵消．由此可知，增透膜的厚度d＝λ/4n（其中n为膜的折射率，λ为光在空气中的波长）三、为什么增透膜要用折射率为1.

5、38的氟化镁作材料镀制呢?单层增透膜的理论依据表明：当膜的折射率n膜满足：（其中n空、n玻分别为空气和玻璃的折射率）时,反射光的强度为零，光的透射率为100％．对于一般折射率在1.5左右的光学玻璃，为了用单层膜达到100％的增透效果其膜的折射率必须满足折射率如此低的镀膜材料很难找到．所以，现在一般都用折射率为1.38的氟化镁(MgF2)镀制单层增透膜．不过对于折射率较高的光学玻璃，单层氟化镁膜能达到很好的增透效果四、为什么涂有增透膜的光学镜头呈淡紫色呢?对于增透效果很好的氟化镁膜，仍有约1.3%的光

6、能量被反射，再加之对于其它波长的光，给定膜层的厚度不是这些光在薄膜中的波长的1/4倍，增透效果较差些．在通常情况下，入射光为白光，增透膜只能使一定波长的光反射时相互抵消，不可能使白光中所有波长的光都相互抵消．在选择增透膜时，一般是使对人眼灵敏的绿色光在垂直入射时相互抵消，这时光谱边缘部分的红光和紫光并没有完全抵消，因此，涂有增透膜的光学镜面呈淡紫色产生条件：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。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

7、光没有半波损失。折射光都无半波损失。半波损失：光从光疏介质进入光密介质，光反射后有了量值为的位相突变，即在反射过程中损失了半个波长的现象。一.半波损失光的等厚干涉现象牛顿环牛顿环将一曲率半径相当大的平凸玻璃透镜放在一平面玻璃的上面，则在两者之间形成一个厚度随直径变化的空气隙。空气隙的等厚干涉条纹是一组明暗相间的同心环。该干涉条纹最早被牛顿发现，所以称为牛顿环（Newton-ring）牛顿环白光入射的牛顿环照片3小结：（1）牛顿环中心是暗点。愈往边缘，条纹级别愈高。（2）复色光入射，彩色圆环（3）透射

8、光与之互补（4）动态反应：连续增加薄膜的厚度,视场中条纹缩入,反之，冒出。012345…….愈往边缘，条纹愈密。干涉条纹的特点：(1).干涉图样是以接触点为圆心的一组明、暗相间的同心圆环，有半波损失时，中间为一暗斑。(2).从中心向外，条纹级数越来越高，条纹的间隔越来越密。(3).用白光照射将形成彩色光谱，对每一级光谱，红色的在外圈，紫色的在内圈。(4).增大透镜与平板玻璃间的距离，膜的等厚线向中心收缩，则干涉圆环也向中心收缩（内陷），膜厚每改变，条纹就向外冒出（扩张