大學物理-第十二章-波動光學(編輯修改稿)
2025-08-31 15:36 本頁面
【文章內容簡介】 級次分布 : e一定時 ， ??????? krik ?波長對條紋的影響 : ????? kriek ?, , 一定??? ?? kriek ,一定膜厚變化時 ,條紋的移動： ? 0?n? n? n n? e ??? ?? kriek ,一定)(2s i n2 222 iinne ??? ??????,3,2,1 ,)( ?? kki ??2. 面光源照明時 ， 干涉條紋的分析 i P i f o r環(huán) e n? n? n n? 面光源 只要入射角 i相同 ， 都將匯聚在同一個干涉環(huán)上 （ 非相干疊加 ） L f P o r環(huán) B e n? n? n n? i r A C D 2 1 S i 當光線垂直入射到薄膜上時 光程差為 : 半波損失 光線從光疏媒質到光密媒質界面 上反射時產(chǎn)生 半波損失 時有附加光程差或 321321 nnnnnn ????時無附加光程差或 321321 nnnnnn ????e321nnn12en 22??22 2?? ?? en上表面反射 下表面反射 2s i n222122?? ??? inne22 2?? ??? en具體問題具體分析 二、 增透膜 高反射膜 在透鏡表面鍍一層薄膜，利用干涉原理，使反射光產(chǎn)生相消干涉，從而增加光的透射。 對單層增透膜（通常鍍 MgF2， n2=）， 反射相干光滿足： )2,1,0k(2)1k2(en22?????2m i n n4λ=en2 e —— 光學厚度 膜 n1= n2= n3= 2. 高反射膜 增反膜是利用在薄膜上、下表面反射光相長干涉的原理，使反射光得到增強。 通常是在光學玻璃表面鍍上一層折射率 n2 n3 的介質薄膜， )2,1k(k2en2 2 ??????2m i n n4λ=e工藝上通常采用多層膜。 對于一般的 照相機 和目視光學儀器，通常選黃綠光 作為 “ 控制波長 ” ，使膜的光學厚度等于此波長的 1/4， 在白光照射下的反射光呈現(xiàn)蘭紫色。 nm550?? 平行光接近 垂直入射 ， 在上 、下表面反射的光相干迭加 ， 在表面處看到干涉條紋 。 設薄膜的折射率為 n2， 暗條紋 明條紋 )2(+en2= 2 λδ?,3,2,1 ?? kk λ?0 , 1 , 2 ,k 2)12( ??? λkL ek ek+1 明紋 暗紋 e??三 .等厚干涉條紋 1. 劈尖 （ 劈形膜 ） rad 10~10 54 ??：???干涉條紋分布的特點： (2). 干涉條紋是平行于棱邊的直條紋 (3). 相鄰明 （ 暗 ） 紋間距 L： 2k1k n2ees i nL??????????22 n2s i nn2L ≈（適于平行光垂直入射） 只有在 很小的劈尖上，才能看到 干涉條紋 ?L ek ek+1 明紋 暗紋 e??劈棱 (1). 當有半波損失時 ， 在劈棱 處 為暗紋 ， 否則為一亮紋； 0e ?暗條紋 明條紋 )2(+en2= 2 λδ?,3,2,1 ?? kk λ?0 , 1 , 2 ,k 2)12( ??? λkrad 10~10 54 ??：?(4) 當某種原因引起膜的等厚線發(fā)生變化時，將引起條紋作相應地移動。 利用薄膜干涉的原理，可 測量 單色光的 波長 、測出 微小的角度 ，在工程技術中常來測定 細絲的直徑 、 薄片的厚度 等等。 等厚線 等厚線 條紋 向劈棱方向 平移 條紋 向遠離劈棱 方向平移 膜厚每改變 ，條紋就向劈棱方向（或向遠離劈棱方向）平移一條。 22/ n?? 測表面不平度 等厚條紋 待測工件 平晶 條紋偏向膜（空氣）厚部表示平面上有凸起。 平面上有凹坑 。 同一條等厚條紋對應相同的膜厚度，所以在同一條紋上，彎向棱邊的部分和直線的部分所對應的膜厚應該相等。本來越靠近棱邊膜的厚度應越小，現(xiàn)在在同一條紋上近棱邊處和遠棱邊處厚度相等，這說明工件表面有凹坑。 在透鏡與平玻璃之間形成“ 環(huán)狀 ”的（空氣）劈尖， 膜的等厚線 是以接觸點 O為圓心的一系列同心圓環(huán)，故干涉圖樣為一組同心圓。 明、暗圓環(huán)公式： ???? )2(en2 2 λ?k2)1k2( λ?明環(huán) 暗環(huán) 2222 eRe2=)eR(R=r又e 171。 R R2re2?∴? e r R 平晶 平凸透鏡 暗環(huán) ?oo?2. 牛頓環(huán) 有半波損失時）明
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