1、如果 ,,如果 ,,相差,说明: 研究光干涉问题,归结为分析两束光在相遇点的光程差。,干涉加强,干涉减弱,光源s1 和 s2 同步,查看,返回,暗条纹:,K=1,2,3.分别对应一级,二级.暗条纹,明条纹:,K=0,1,2,3.分别对应零级(光程差为0),一级,二级.明条纹,同一波面上发出的光线经透镜会聚一点, 其间各条光线传播方向不同但光程相等,M,焦平面,4 薄膜干涉 等厚条纹,薄膜干涉: 当一束光以一定的倾角照到薄膜上,光一部分被上表面反射,一部分被下表面反射,两束光经透镜会聚在焦平面上,相干叠加,形成干涉条纹。(因为上下表面平行,所以这两束光平行,又因为是同一光源分出,所以相干),1.
2、 薄膜干涉的光程差,设薄膜上某点的膜厚为e,波长为的单色光以一定的倾角入射膜的上表面,入射角和折射角分别为i和r。n1,n2和n3分别为上方介质、薄膜和下方介质的折射率。则反射的两束相干光的光程差为,薄膜干涉,推导,形成明暗纹条件?, ,证明光程差公式:,未考虑附加光程差,返回,A,B,o,C,D,对于同一薄膜,一定波长的反射光在某一方向上相干加强(明纹),则该波长的折射光在对应的方向相干减弱(暗纹)。因为必须满足能量守恒定律。,增透膜反射光相干减弱。 增反膜反射光相干加强。,2、增透膜、增反膜,用在光学仪器的镜头上的增透膜、增反膜,就是根据这个道理设计制备的。,解:因为 ,所以上、下表面两束
3、反射光均经历相位突变,即有半波损失。两束反射光的光程差为,代入k 和 n2 求得:,干涉相消的条件是:,对反射光干涉相长的条件是:,可见光波长范围 350770nm,波长为413nm的可见光有增反作用。,结果,1. 两种典型薄膜干涉条纹,膜厚不均匀,入射光为平行光时,光程差只与膜厚有关,相同厚度的地方呈现同一级干涉条纹,称为等厚干涉条纹。,如果膜厚均匀,入射光为扩展光源,光程差只与入射角有关,相同倾角的光对应同一级干涉条纹,称为等倾干涉条纹。,2. 劈尖和牛顿环等厚干涉实例,劈尖由两交角很小的平面构成的薄膜。,设波长为的单色光垂直照射到劈尖薄膜的表面 ,光程差为,注意:1、判断是否有半波损失2
4、、n2是劈尖薄膜,A,B,明条纹条件:,暗条纹条件:,K=1, 2, 3,对应一级,二级明条纹,K=0,1, 2, 3,对应零级,一级,二级暗条纹,问: 1、棱边处是明条纹?暗条纹?靠近棱边,条纹级次越高?越低? 2、在劈尖上表面的干涉条纹是什么样?,干涉条纹特征:平行于棱的、等间距的、明暗相间的直条纹。属于等厚条纹。,A,B,C,等厚条纹劈尖干涉的应用:, 表面平整度的检验, 测量细丝直径,棱边,牛顿环由曲率半径R很大凸面镜和平面镜构成的轴对称状空气薄膜,当光垂直照射凸面镜时,凸面镜的凸球面所反射的光和平板玻璃的上表面所反射的光相干叠加所形成的干涉条纹。,O为对称中心,n1,n2,n3,A,B,明纹,暗纹,n1,n2,n3,1、o处(牛顿环中心)是明条纹?暗条纹?靠近o,条纹级次 越高?越低?,靠近o为内环(级次低),远离o为外环(级次高),干涉条纹以 o 为中心的明暗相间的同心圆。,明纹,暗纹,略去二阶小量 得:,在实际观测中,常测牛顿环的半径 , 它与 和凸球面的半径 的关系:,内环稀,外环密。,17.5 如图所示,凸面镜的半径R=40cm,今以波长5461的单色光垂直入射,测得牛顿环的某级明环的半径r=2.5mm。将平板下移d=0.005mm,试求(1)移过视场中某固定观察点的条纹数。(2)上述被观察明环的半径。,C,R,O,课后作业:,p.279:习题10,14-20,