光程薄膜干涉PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1光程薄膜干涉光程薄膜干涉2 物理意義物理意義：光在介質(zhì)中通過的幾何路光在介質(zhì)中通過的幾何路程折算到真空中的路程程折算到真空中的路程.介質(zhì)折射率與光的幾何路程之積介質(zhì)折射率與光的幾何路程之積 =nr( (1) )光程光程nrrn 22第1頁(yè)/共21頁(yè)3( (2) )光程差光程差 (兩光程之差兩光程之差)12rnr光程差光程差2 相位差相位差*1sP1r*2s2rn第2頁(yè)/共21頁(yè)4 干涉干涉加強(qiáng)加強(qiáng),2, 1 ,0,kk,2,1 ,02,kk 干涉干涉減弱減弱, 2 , 1 , 0,2) 12(kk,2, 1 ,0, )12(kk第3頁(yè)/共21頁(yè)5FABo二二 透鏡不引起附加的光程差透鏡

2、不引起附加的光程差FAB焦平面焦平面第4頁(yè)/共21頁(yè)6P1n1n2n1M2MdL三三 薄膜干涉薄膜干涉ADCD12sinsinnni12nn iDC34E5A1B2第5頁(yè)/共21頁(yè)7ADnBCABn1232)(dBCAB cosidsin tan 22iACAD sinP1n1n2n1M2MdLiDC34E5A1B212nn 第6頁(yè)/共21頁(yè)82cos22sin1cos222232dnnd2sin222122rinnd 反反射光的光程差射光的光程差rk加加 強(qiáng)強(qiáng)),2, 1(k2) 12(k減減 弱弱),2, 1 ,0(kP1n1n2n1M2MdLiDC34E5A1B212nn 第7頁(yè)/共21

3、頁(yè)9P1n1n2n1M2MdLiDC34E5A1B212nn innd22122tsin2 透透射光的光程差射光的光程差根據(jù)具體根據(jù)具體情況而定情況而定2/sin222122rinnd注意：注意：透射光和反透射光和反射光干涉具有互補(bǔ)射光干涉具有互補(bǔ) 性性 ，符合能量守恒，符合能量守恒定律定律.第8頁(yè)/共21頁(yè)10 當(dāng)光線垂直入射時(shí)當(dāng)光線垂直入射時(shí)0i222rdn2r2dn 1n1n2n1n3n2n12nn 當(dāng)當(dāng) 時(shí)時(shí)123nnn當(dāng)當(dāng) 時(shí)時(shí)第9頁(yè)/共21頁(yè)11 例例 一油輪漏出的油一油輪漏出的油( (折射率折射率n1) )污染了污染了某海域某海域, , 在海水在海水( (n2) )表面形成一層薄

4、薄的油表面形成一層薄薄的油污污. ( (1) )如果太陽正位于海域上空，一直升飛如果太陽正位于海域上空，一直升飛機(jī)的駕駛員從機(jī)上向正下方觀察，他所正對(duì)機(jī)的駕駛員從機(jī)上向正下方觀察，他所正對(duì)的油層厚度為的油層厚度為460 nm, ,則他將觀察到油層呈則他將觀察到油層呈什么顏色什么顏色？ ( (2) )如果一潛水員潛入該區(qū)域水下，并如果一潛水員潛入該區(qū)域水下，并向正上方觀察，又將看到油層呈什么顏色？向正上方觀察，又將看到油層呈什么顏色？第10頁(yè)/共21頁(yè)12解解 ( (1) )kdn1r2, 2 , 1,21kkdnnm 11042, 11dnknm 552, 21dnknm 36832, 31d

5、nk綠色綠色已知已知n1n2d=460 nm第11頁(yè)/共21頁(yè)13nm 22082/112, 11dnk ( (2) )透射光的光程差透射光的光程差2/21tdnnm 43152/142, 41.dnknm7362/122, 21dnk紅光紅光nm6 .4412/132, 31dnk紫光紫光紫紅色紫紅色第12頁(yè)/共21頁(yè)14q 增透膜和增反膜增透膜和增反膜利用薄膜干涉可以提高光學(xué)器件的透利用薄膜干涉可以提高光學(xué)器件的透光率光率 .第13頁(yè)/共21頁(yè)1523d1n2n玻璃玻璃23nn nm 6 .9942minndd0k取?。ㄔ鰪?qiáng)增強(qiáng)）氟化鎂為增透膜氟化鎂為增透膜例例 為了增加透射率，求氟化鎂膜

6、的最為了增加透射率，求氟化鎂膜的最小厚度已知小厚度已知 空氣空氣n1，氟化鎂，氟化鎂 n2 ，=550 nm減弱減弱2) 12(22rkdn解解 222tdn則則第14頁(yè)/共21頁(yè)2021-12-916en22 2en24321nnn解：因?yàn)榻猓阂驗(yàn)楣噬舷卤砻娼詿o半波損失，則光程差：故上下表面皆無半波損失，則光程差：第15頁(yè)/共21頁(yè)2021-12-917 3解：解：4)(12 rrn33. 134n暗環(huán)2 , 1 , 02) 12(22kke解解: 暗環(huán)條件為暗環(huán)條件為:24ke 則第四個(gè)暗環(huán)對(duì)則第四個(gè)暗環(huán)對(duì)應(yīng)的空氣膜厚度應(yīng)的空氣膜厚度為為:m2 . 1m101200026000410m2

7、. 133. 1介質(zhì)介質(zhì)312 rr2r1r第16頁(yè)/共21頁(yè)2021-12-918解：顯然有：解：顯然有： dDx NDND ND解：在介質(zhì)中時(shí)：解：在介質(zhì)中時(shí)：mm43 nxdnDx參考下頁(yè)：條紋間距的推導(dǎo)過程參考下頁(yè)：條紋間距的推導(dǎo)過程第17頁(yè)/共21頁(yè)2021-12-91912. 如圖所示，兩列波長(zhǎng)為如圖所示，兩列波長(zhǎng)為 的相干的相干波在波在P點(diǎn)相遇。波在點(diǎn)相遇。波在S1點(diǎn)振動(dòng)的初相點(diǎn)振動(dòng)的初相是是 ，S1到到P點(diǎn)的距離是點(diǎn)的距離是r1；波在；波在S2點(diǎn)的初相是點(diǎn)的初相是 ，S2到到P點(diǎn)的距離是點(diǎn)的距離是r2 。以。以k代表零或正、負(fù)整數(shù)，則代表零或正、負(fù)整數(shù)，則 P 點(diǎn)點(diǎn)是干涉極大的

8、條件為：是干涉極大的條件為：12 ; ； ; 。21rrk212k21212/2rrk21122/2rrk1r2r1S2Sp1112r2222r第18頁(yè)/共21頁(yè)2021-12-920 仍為明條紋仍為明條紋; (B) 變?yōu)榘禇l紋；變?yōu)榘禇l紋；(C) 既非明條紋也非暗條紋；既非明條紋也非暗條紋；(D) 無法確定是明條紋還是暗條紋無法確定是明條紋還是暗條紋。13. 在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，入射光的在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，入射光的波長(zhǎng)為波長(zhǎng)為 ，用玻璃紙遮住雙縫中的，用玻璃紙遮住雙縫中的一個(gè)，若玻璃紙中光程比相同厚度一個(gè)，若玻璃紙中光程比相同厚度的空氣的光程大的空氣的光程大2.5 ，則屏上原來，則屏上原來的明紋處的明紋處kxrdd 加強(qiáng)加強(qiáng)(21)2k 減弱減弱第19頁(yè)/共21頁(yè)21本章目錄本章目錄 11-5 11-5 邁克耳孫干涉儀邁克耳孫干涉儀 11-4 11-4 劈