3-3 薄膜干涉(一)――等厚条纹A

第三章干涉§3薄膜干涉一——等厚条纹一薄膜干涉概述相干光的产生波阵面分割法*光源1s2s振幅分割法获相干光波振面分割法杨氏双缝菲涅尔双镜劳埃德镜振幅分割法薄膜干涉劈尖干涉牛顿环干涉第三章干涉§3薄膜干涉一——等厚条纹（1）分振幅干涉透明介质分界面多次反射光或多次透射光之间的干涉（2）干涉的空间区域薄膜上下表面的广阔交叠区域里都能发生干涉（3）观察条纹的方法屏幕接收、光具组成像或眼睛直接观察（4）薄膜干涉的分类：等倾条纹等厚条纹第三章干涉§3薄膜干涉一——等厚条纹二薄膜表面的等厚条纹n1n2nhPACQ1iiB()()()()()()()()LPQABPQPQAQPABPCPABP()2cosLPnhi（3）有无半波损失只影响条纹的绝对级次，不影响条纹的形状、间隔和反衬度。（2）满足或时有半波损失。12nnn12nnn（1）是折射角，不是入射角。i注意：第三章干涉§3薄膜干涉一——等厚条纹()2cosLPnhi相干极大相干极小k1()2kh相干极大相干极小2coskni(21)4coskni注意：（1）实际讨论中最多的是正入射即0i没有半波损失时：()2LPnh2hn（2）薄膜上厚度相等的各点的轨迹称为等厚线——干涉条纹沿着等厚线分布，称为等厚干涉条纹.第三章干涉§3薄膜干涉一——等厚条纹三应用（一）——劈形薄膜的等厚条纹2hn相邻等厚条纹对应的厚度差2hxnx2hxn劈形空气薄膜1n1）等厚条纹的形状、走向和间隔第三章干涉§3薄膜干涉一——等厚条纹①测量楔角和细丝的直径2）楔形薄膜的应用Ln1nDnn1/2bb2DLLb2,1nb②测薄膜厚度12nNeise1n2n2ios第三章干涉§3薄膜干涉一——等厚条纹③检测平板玻璃表面的光洁度④判断平板平移方向和平移量干涉条纹的移动⑤检测楔形薄膜交楞的位置第三章干涉§3薄膜干涉一——等厚条纹被检体被检体0ll⑥干涉膨胀仪2Nl第三章干涉§3薄膜干涉一——等厚条纹Lnb解nbbn2253.1m104.21082m1089.5357nbn2例1有一玻璃劈尖,放在空气中,劈尖夹角,用波长的单色光垂直入射时,测得干涉条纹的宽度,求这玻璃的折射率.rad1085nm589mm4.2b第三章干涉§3薄膜干涉一——等厚条纹牛顿环实验装置显微镜SLRrdM半透半反镜T四应用（二）——牛顿环牛顿环干涉图样第三章干涉§3薄膜干涉一——等厚条纹d由一平板玻璃和一平凸透镜组成光程差22Δd),2,1(kk明环(21)(0,1,)2kk暗环1）明环半径和暗环半径第三章干涉§3薄膜干涉一——等厚条纹R22d),2,1(kk明环(21)(0,1,)2kk暗环rd),2,1,0(k暗环半径明环半径),3,2,1(k1()2rkRrkR22222)(ddRdRRr20Rdd，2rdR第三章干涉§3薄膜干涉一——等厚条纹2）牛顿环的特点③中心条纹的级次低，边缘条纹级次高；④中心条纹稀疏，边缘条纹密集；1()kkrr11()2kRrkk①（空气）牛顿环中心点是暗点；⑤空气层厚度变化，干涉条纹间隔不变。与无关12kRrkkhkRrn②若非空气牛顿环，空隙是折射率是的介质，则公式变为（以暗环为例）n第三章干涉§3薄膜干涉一——等厚条纹Rr①测量透镜的曲率半径kRrk2Rmkrmk)(2mrrRkmk22r23）牛顿环的应用第三章干涉§3薄膜干涉一——等厚条纹②检测工件曲率半径扩大收缩第三章干涉§3薄膜干涉一——等厚条纹2n3n321nnn1nnn一定要注意：半波损失需具体问题具体分析第三章干涉§3薄膜干涉一——等厚条纹例2平凸透镜充以的液体，若以单色光垂直照射，测得右边级亮纹的半径，右边级亮条纹的半径，试求（1）的值，（2）左边观察情况如何10mR1341.50,1.75,nnn21.65nj56mmjr4mmjr5j1n2n2n3n4n解：222rrdRdR2222jrnjR2522(5)2jrnjR648nm形成亮条纹的光程差第三章干涉§3薄膜干涉一——等厚条纹SL1n2nh例3如图所示为测量油膜折射率的实验装置,在平面玻璃片G上放一油滴，并展开成圆形油膜，在波长的单色光垂直入射下，从反射光中可观察到油膜所形成的干涉条纹.已知玻璃的折射率，50.11n20.12nnm100.82hnm600问：当油膜中心最高点与玻璃片的上表面相距时，干涉条纹如何分布？可见明纹的条数及明纹所在处的膜厚?中心点的明暗程度如何?,油膜的折射率G第三章干涉§3薄膜干涉一——等厚条纹解1）条纹为同心圆22nkdk,2,1,0k油膜边缘0,00dk明纹kdnΔk22明纹hrRodnm250,11dknm500,22dk1n2n11.50n21.20n第三章干涉§3薄膜干涉一——等厚条纹rRohdnm750,33dknm1000,44dk由于故可观察到四条明纹.nm100.82h第三章干涉§3薄膜干涉一——等厚条纹六薄膜的颜色增透膜和高反射膜1）薄膜干涉图样：镜片上镀的膜、昆虫翅膀……2）在玻璃上镀膜的目的：使其上、下表面对某种色光的反射光产生相消干涉，其结果是减少了该光的反射，增加了它的透射。第三章干涉§3薄膜干涉一——等厚条纹3）增透膜厚度的计算利用薄膜干涉可以提高光学器件的透光率2min4nddnm6.990k取（增强）氟化镁为增透膜例为了增加透射率,求氟化镁膜的最小厚度.已知空气氟化镁00.11nnm55038.12n减弱2)12(22rkdnΔ解222tdnΔ则23玻璃23nnd1n2n