126波的干涉3(參考版)
2024-11-23 18:45本頁面
【正文】 為了克服這一不足，我們可以采用 多層薄膜 ， 最后我們要提一下，根據(jù)電磁波反射率理論可知： （ 1） 作為增透膜介質(zhì)的折射率 n2 必須小于 要求增透基質(zhì)的折射率 n3； （ 2） 而作為增反膜介質(zhì)的折射率 n2 必須大 于要求增反基質(zhì)的折射率 n3。 可以證明 ： 鍍一層折射率 n2 大于玻璃折射 率 n3 的光學(xué)厚度為 λ/ 4 的薄膜 就能達(dá)到增反射目的 。 反射光為相消： δ= 2n2 d = ( 2k + 1)λ/ 2 （ k = 0， 1， 2… ） 因鍍膜是均勻，發(fā)生等傾干涉，干涉條紋在無限遠(yuǎn)， 所以在薄膜表面上觀察不到明暗干涉條紋，只能看整體透射光增強(qiáng) 下面以等傾干涉原理來解釋增透膜和增反膜 MgF2 n2 = 玻璃 n3 = 空氣 n1 = 取 k = 0，可得 最小薄膜厚度 ： d =λ/4n2 其中 λ/n是光波在氟化鎂中的波長。 增透膜 ：在光學(xué)元件的透光表面上鍍上一層 適當(dāng)材料的薄膜，使光學(xué)元件表面 對某一定波長范圍內(nèi)的光的反射率 減小，而增加透射光的比例； 增反膜 ：使光學(xué)元件表面反射率增加的薄膜 稱為增反膜。 e r R λ n1 n2 n3 A O 透 鏡 曲 率 半 徑 變 小 時(shí) 干 涉 條 紋 變 密 透 鏡 曲 率 半 徑 變 小 時(shí) 干 涉 條 紋 變 密 透 鏡 曲 率 半 徑 變 小 時(shí) 干 涉 條 紋 變 密 透 鏡 曲 率 半 徑 變 小 時(shí) 干 涉 條 紋 變 密 透 鏡 曲 率 半 徑 變 小 時(shí) 干 涉 條 紋 變 密 透 鏡 曲 率 半 徑 變 小 時(shí) 干 涉 條 紋 變 密 透 鏡 曲 率 半 徑 變 小 時(shí) 干 涉 條 紋 變 密 透 鏡 曲 率 半 徑 變 小 時(shí) 干 涉 條 紋 變 密 透 鏡 曲 率 半 徑 變 小 時(shí) 干 涉 條 紋 變 密 透 鏡 曲 率 半 徑 變 小 時(shí) 干 涉 條 紋 變 密 討論 ： 若透鏡、介質(zhì)和平玻璃三者的折射率滿足 n1 n2 n3 或 n1 n2 n3，則沒有附加半波損失，這時(shí)反射的牛頓環(huán)明暗環(huán)正好與上面情況相反，中心為明亮斑。 應(yīng)該出 現(xiàn) 暗紋 的位置 實(shí)際的 暗紋位 置 試 件 標(biāo) 準(zhǔn) 件 利用干涉現(xiàn)象 檢驗(yàn)平面的平整度 假設(shè) n2 n1， n2 n3 例如：介質(zhì)為空氣情形，有附加半波損失，所以反射干涉的光程差為：δ= 2n2 e +λ/ 2 明環(huán) ： 2n2 e +λ/ 2 = kλ （ k = 1， 2， 3… ） 暗環(huán) 2n2 e +λ/ 2= (2k+1)λ/ 2 （ k = 0， 1， 2… ） e r R λ n1 n2 n3 A O 在中心處， e = 0，光程差為 λ/2，形成暗斑 。在工程上， 常利用這一原理測定細(xì)絲直徑，薄片厚度等 。 當(dāng) θ大到一定程度后，條紋就密不可分了。 對于相鄰的兩條明紋： 2n2 e k+1 +λ/ 2 = ( k + 1 )λ 2n2 e k +λ/ 2 = kλ ? Δe = e k+1 e k =λ/ 2n2 ? l =λ/ 2n2 sin ? 通常 ? 很小 ? sin ? ≈ ? ? l ≈ λ/ 2n2 ? n2 e k + 1 e k θ θ 平行光 討論：條紋間距、條紋密度與劈尖角關(guān)系 上式表明，劈尖干涉形成的干涉條紋是等間距的，條紋間距與劈尖角 θ有關(guān)。 在 棱邊 處 e = 0，兩相干光的光程差 δ=λ/ 2 ，即相位差為 π，因而形成 暗條紋 。因而在介質(zhì)膜上表面的同一條等厚線上，就形成同一級次的一條干涉條紋。 當(dāng)平行光垂直 ( i = 0)入射劈面上，由于劈尖上下介質(zhì)相同 ( n1 = n3 )，反射干涉應(yīng)考慮附加半波損失。 δ= 2n2 e cos r 薄膜干涉分類 (1) 等厚干涉 當(dāng)光線入射角 i 一定時(shí) ，相同厚度 e 薄膜處有同一光程差，這樣干涉現(xiàn)象稱為等厚干涉， 等厚干涉條紋在薄膜表面附近。 透鏡的等光程性 : δ= n2 ( AC + CB ) n1 DB 由幾何關(guān)系： AC = CB = e / cos r DB = AB sin i =2e tg r sin i， 折射定律： n1 sin i = n2 sin r 可得 光程差 ： δ= 2n2 e cos r C D A B r i i b1 a1 n 1 2 n e r n 3 = n 1 a b 設(shè)透明薄膜材料的兩個(gè)表面互相平行，來自擴(kuò)展光源 (面光源 )上某點(diǎn)發(fā)出的 a、 b 兩束平行光分別入射到薄膜表面上的 A和 B點(diǎn)，兩束反射線 a1 和 b1 之間光程差 δ 薄膜干涉的光程差 可證明： 當(dāng) n1 n2 n3 或 n1 n2 n3 時(shí)， 反射沒有附加半波損失； 其它情況下 ， 反射要考慮附 加半波損失。 abc 三點(diǎn)在同一波陣面上，相位相等， 到達(dá) F 點(diǎn)相位相等，形成亮點(diǎn)， 所以透鏡的引入不會引起附加的光程差。 解： δ=(S1A e ) + ne S2A 因?yàn)? A 點(diǎn)在 S1S2 的中垂 線上，所以 S1A = S2A 故光程差為：
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