光學(xué)光的干涉

1、第十五章 波動(dòng)光學(xué)邁克耳孫干涉儀是根據(jù)光的干涉原理制成的精密測(cè)量?jī)x器，它可以精密地測(cè)量長(zhǎng)度及長(zhǎng)度的微小變化等.115.1 光是電磁波15.2 光波的疊加15.3 分波前干涉 空間相干性15.4 光程與光程差15.5 分振幅干涉15.6 邁克耳孫干涉儀 時(shí)間相干性15.7 光的衍射 惠更斯菲涅耳原理15.8 夫瑯禾費(fèi)衍射15.9 衍射光柵 光柵光譜本章內(nèi)容215.10 X射線在晶體上的衍射15.11 光的偏振 線偏振光和自然光15.12 偏振片的起偏和檢偏 馬呂斯定律15.13 光在反射和折射時(shí)的偏振 布儒斯特定律15.14 光的雙折射15.15 尼科耳棱鏡 渥拉斯頓棱鏡 波晶片15.16 偏振

2、光的干涉 人工雙折射15.17 旋光效應(yīng)簡(jiǎn)介本章內(nèi)容315.1 光是電磁波主要內(nèi)容：1. 光是一種電磁波2. 平面簡(jiǎn)諧電磁波的性質(zhì)3. 光源和發(fā)光機(jī)理415.1.1 光是某一波段電磁波電磁波譜 5可見光：1、定義：能夠被人眼感受到的電磁波，稱為可光。2、頻率范圍：7.51014HZ4.11014HZ 波長(zhǎng)范圍：390nm 760nm3、頻率與顏色一一對(duì)應(yīng)4、可見光波譜：波長(zhǎng)：長(zhǎng) 紅橙黃綠青藍(lán)紫頻率：低高紅外線短6可見光七彩顏色的波長(zhǎng)和頻率范圍人眼最為敏感的光是黃綠光，即555nm附近光色 波長(zhǎng)/nm 頻率/Hz中心波長(zhǎng)/nm 紅 760622 660 橙 622597 610 黃 597577

3、 570 綠 577492 540 青 492470 480 蘭 470455 460 紫 455400 430 715.1.2平面電磁波的主要性質(zhì)：（1）電磁波是橫波。電矢量 與磁矢量 相互垂直， 的方向?yàn)殡姶挪ǖ膫鞑シ较?。?）電矢量 與磁矢量 的振動(dòng)相位相同。8（3）電磁波的傳播速度為：（4）真空中電磁波的傳播速度：介質(zhì)折射率定義光學(xué)、電磁學(xué)兩個(gè)不同領(lǐng)域中的物理量通過(guò)上式聯(lián)系起來(lái)9（5）電磁波的能流密度（坡印廷矢量） ：平均能流密度(又稱為電磁波的強(qiáng)度）： 事實(shí)證明：在電磁波中能引起生理效應(yīng)和感光作用的是電場(chǎng)強(qiáng)度也稱為光照度10光源的最基本發(fā)光單元是分子、原子。15.1.3 光源及其發(fā)光

4、機(jī)理1、光源：發(fā)光的物體。1)熱輻射：熱能轉(zhuǎn)換為電磁能2)電致發(fā)光:電能轉(zhuǎn)換為光能3)光致發(fā)光：光為激發(fā)源4)化學(xué)發(fā)光：因化學(xué)反應(yīng)而發(fā)光不同的激發(fā)方式：例如：太陽(yáng)，白熾燈.例如：閃電，霓虹燈，發(fā)光二極管等.例如：日光燈，鱗光物質(zhì).例如：燃燒，鱗自燃，螢火蟲.11處在基態(tài)電子處在激發(fā)態(tài)電子原子模型2.原子的發(fā)光模型12 普通光源：自發(fā)輻射互相獨(dú)立同一原子先后發(fā)的光互相獨(dú)立不同原子發(fā)的光互相獨(dú)立：前后發(fā)光間隔，頻率,位相,振動(dòng)方向,傳播方向13普通光源發(fā)光的兩個(gè)特點(diǎn)： 隨機(jī)性：每次發(fā)光是隨機(jī)的，所發(fā)出各波列的振動(dòng)方向和振動(dòng)初相位都不相同。間歇性：各原子發(fā)光是斷斷續(xù)續(xù)的，平均發(fā)光時(shí)間t 約為10-8

5、秒，所發(fā)出的是一段長(zhǎng)為 L =ct 的光波列。1415.2 光波的疊加主要內(nèi)容：1. 光波的疊加2. 光波的相干條件 15豐富多彩的干涉現(xiàn)象水膜在白光下白光下的肥皂膜16蟬翅在陽(yáng)光下蜻蜓翅膀在陽(yáng)光下17肥皂泡玩過(guò)嗎?牛頓環(huán)(等厚條紋)18 1、波的獨(dú)立傳播原理：當(dāng)幾列波同時(shí)在媒質(zhì)中相遇時(shí) ，它們的傳播特性 (波長(zhǎng)、頻率 、波速等 )不會(huì)因其它波的存在而改變。 2、疊加原理：相遇區(qū)內(nèi)任一點(diǎn)的振動(dòng) ，為各列波單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn) 所引起的振動(dòng)位移的矢量和 。 在光強(qiáng)不太大時(shí)，光波也遵從波的獨(dú)立傳播及波的疊加原理空間一點(diǎn)的振動(dòng)是各光振動(dòng)的矢量和15.2.1光波的疊加19干涉項(xiàng)PS1S2r1r2P點(diǎn)合光強(qiáng)

6、為兩列光波的疊加20非相干疊加不恒定 兩疊加光波的光矢量相互垂直或頻率不相等或相位差不恒定，光波為非相干疊加，P點(diǎn)合光強(qiáng)為(1)(2)(3)結(jié)論21相干疊加如果兩光波頻率相同; 相位差恒定; 光矢量振動(dòng)方向平行, 則其中兩光波疊加區(qū)域P點(diǎn)的光強(qiáng)為22(1) 相長(zhǎng)干涉(明紋)(2) 相消干涉(暗紋)如果如果 討論23(1) 光波的頻率相同； (2) 光矢量振動(dòng)方向平行，且振幅相差不大；(3) 光波之間的相位差恒定.光的相干的條件15.2.2 光波的相干條件 說(shuō)明(1) 各光波的頻率相同是任何波動(dòng)疊加產(chǎn)生干涉的必要條件.(2) 對(duì)光矢量振動(dòng)方向平行條件，一般只要疊加光波的振動(dòng) 方向存在平行分量即可

7、.(3) 光波之間的相位差恒定是保證干涉圖樣穩(wěn)定所必須的.24獲得相干光波的方法1、分波前法， 2、分振幅法， 3、分振動(dòng)面法（偏振光的干涉） 不同原子發(fā)的光 同一原子先后發(fā)的光 光源 非相干 非相干2515.3 分波前干涉 空間相干性主要內(nèi)容：1. 楊氏干涉實(shí)驗(yàn)2. 菲涅耳雙面鏡實(shí)驗(yàn)3. 勞埃德鏡實(shí)驗(yàn)*4. 光波的空間相干性26托馬斯楊(1773-1829)：兩歲認(rèn)字，四歲能讀圣經(jīng)，23歲獲醫(yī)學(xué)學(xué)位。因牛頓反對(duì)波動(dòng)說(shuō)，光的微粒說(shuō)在幾百年中占了上風(fēng)，波動(dòng)說(shuō)幾乎銷聲匿跡。27在1801年設(shè)計(jì)了楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)，證明了光的干涉現(xiàn)象。通過(guò)該實(shí)驗(yàn)，肯定了光具有波動(dòng)性。面對(duì)牛頓如日中天的氣勢(shì)，楊以不唯名的勇

8、敢精神說(shuō)：“盡管我仰慕牛頓的大名，但我并非因此得認(rèn)為他是百無(wú)一失的。我遺憾地看到他也會(huì)弄錯(cuò)，而他的權(quán)威也許有時(shí)甚至阻礙了科學(xué)的進(jìn)步?！?815.3.1、楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)裝置 S1S2S*縫屏設(shè)兩列光波的波動(dòng)方程分別為：29因?yàn)榻Y(jié)論：光干涉問(wèn)題的關(guān)鍵在于計(jì)算波程差。30波程差p2、干涉條紋31亮紋暗紋光干涉條件：亮紋所在的位置坐標(biāo)暗紋所在的位置坐標(biāo)32討論一系列平行等間距的明暗相間的條紋相鄰兩明紋或暗紋的間距： 屏幕中央（k = 0）為中央明紋其中 k 稱為條紋的級(jí)數(shù)干涉條紋在屏幕上的分布： 0 1 2 3 4 5-5-4-3-2-133 一定時(shí)，若 變化，則 將怎樣變化？1）34白光入

9、射的楊氏雙縫干涉照片352） 條紋間距 與 的關(guān)系如何？ 一定時(shí)，363、屏上光強(qiáng)分布 當(dāng) 位相差與光程差關(guān)系:37光 強(qiáng) 分 布 圖干涉使光的能量重新分布 ，但總能量是守恒的 。 38例1. 楊氏雙縫的間距為0.2 mm，距離屏幕為1m。1. 若第一到第四明紋距離為7.5mm，求入射光波長(zhǎng)。2. 若入射光的波長(zhǎng)為600 nm，求相鄰兩明紋的間距。解39例2. 無(wú)線電發(fā)射臺(tái)的工作頻率為1500kHz，兩根相同的垂直偶極天線相距400m，并以相同的相位作電振動(dòng)。試問(wèn)：在距離遠(yuǎn)大于400m的地方，什么方向可以接受到比較強(qiáng)的無(wú)線電信號(hào)？ 解取 k = 0，1，2 得40例3 用白光作光源觀察楊氏雙縫

10、干涉。設(shè)縫間距為d，縫面與屏距離為D，試求能觀察到的清晰可見光譜的級(jí)次。(p195例3）解： 最先發(fā)生重疊的是某一級(jí)次的紅光和高一級(jí)次的紫光 結(jié)論：清晰的可見光譜只有一級(jí)。 （只能取一級(jí) ）41P1、菲涅耳雙鏡15.3.2其它分波前干涉42MNES1S22洛埃德鏡問(wèn)題：當(dāng)屏移到圖中所示位置位置時(shí)，在屏上的N點(diǎn)應(yīng)該出現(xiàn)暗條紋還是明紋？這一結(jié)論證實(shí)，光在鏡子表面反射時(shí)有相位突變半波損失。N點(diǎn)是暗條紋!43n1n2折射波反射波半波損失*當(dāng)光從折射率小的光疏介質(zhì)，入射于折射率大的光密介質(zhì)時(shí)，則反射光有半波損失。有半波損失*折射光沒有相位突變?nèi)肷洳╪2n1折射波反射波入射波沒有半波損失44C解 計(jì)算波程

11、差BA12 ,求第一次測(cè)到極大時(shí)，射電星的方位與湖面所成的角 . 如圖 離湖面h=0.5m 處有一電磁波接收器位于 C ，當(dāng)一射電星從地平面漸漸升起時(shí)，接收器斷續(xù)接收到一系列極大值 . 已知射電星發(fā)射的電磁波波例 射電信號(hào)的接收 45取 極大時(shí) 考慮半波損失時(shí)，附加波程差取 均可，符號(hào)不同， 取值不同，對(duì)問(wèn)題實(shí)質(zhì)無(wú)影響.注意ACB1246*15.3.3、空間相干性與時(shí)間相干性1、 干涉條紋的可見度（襯比度）（1）、定義：(2)、討論：A、當(dāng)Imin=0時(shí)（暗紋全黑），V=1， 條紋反差最大，清晰可見；B、當(dāng)Imax=Imin時(shí)，V=0， 條紋模糊不清，不可辨認(rèn)；強(qiáng)度最大值同一幅花樣中的強(qiáng)度最小

12、值47C、V是相干疊加的判據(jù)： V大條紋清晰相干疊加； V小條紋模糊非相干疊加。D、對(duì)兩相干光束強(qiáng)度越接近，可見度越大干涉越條紋清晰482、空間相干性-光源寬度對(duì)條紋的影響 有一定寬度的互不相干的點(diǎn)光源組成的線光源SBSC,每個(gè)點(diǎn)光源各自在屏上形成自己的干涉條紋.(圖中紅,綠藍(lán))BDI非相干疊加+1L0C0A0Bb/2d /2SBSASCS1S249如SB的一級(jí)暗紋剛好與SA的明紋重合,則條紋模糊,襯比度第一次降為零.S1BD0Ab/2d /2SBSAS2r1r2ob就稱為光源的極限寬度，其計(jì)算如下：暗紋50結(jié)論:線光源寬度b應(yīng)小于 , 否則,干涉條紋可見度降為零.為觀察到較清晰的干涉條紋，線

13、光源寬度通常取光源的極限寬度51光源的線度越小，其空間相干性越好。點(diǎn)光源：b = 0 在點(diǎn)光源波面上任何兩點(diǎn)發(fā)出的光均可以相干，對(duì)普通光源來(lái)說(shuō)，其尺度越大，空間相干性就越差。3、時(shí) 間 相 干 性光的非單色性對(duì)干涉條紋的影響 521）. 光的非單色性理想的單色光只含單一波長(zhǎng)的光。準(zhǔn)單色光、譜線寬度 準(zhǔn)單色光：在某個(gè)中心波長(zhǎng)（頻率）附近有一定波長(zhǎng)（頻率）范圍的光。 造成譜線寬度的原因 譜線寬度： oII0I0 /2譜線寬度Ei+1 Ei+1EiEi532）. 非單色性對(duì)干涉條紋的影響0123456012345Ix - (/2) + (/2)合成光強(qiáng)干涉的最大級(jí)次:最大光程差543） 相干長(zhǎng)度與相

14、干時(shí)間a）相干長(zhǎng)度 兩列波能發(fā)生干涉的最大波程差 ：中心波長(zhǎng)SS1S2c1c2b1b2a1a2 pS1S2Sc1c2b1b2a1a2p注: 等代表波列只有同一波列分成的兩部分經(jīng)不同的光程再相遇時(shí)才能發(fā)生干涉。波程差小于 才觀察到干涉條紋。55光通過(guò)相干長(zhǎng)度所需時(shí)間b).相干時(shí)間相干長(zhǎng)度就等于波列長(zhǎng)度56普通單色光：激光： （實(shí)際上，一般為10 -1 101m）5715.4 光程與光程差主要內(nèi)容：1.光程2.光程差58光在真空中的速度光在介質(zhì)中的速度介質(zhì)中的波長(zhǎng)15.4.1、光程n 在介質(zhì)中傳播的波長(zhǎng)，折算成真空中波長(zhǎng)的關(guān)系。59在介質(zhì)中一段路程x上光波波數(shù)為光波在媒質(zhì)中走過(guò)的幾何路程x相當(dāng)與光

15、在真空中通過(guò)nx長(zhǎng)的幾何路程, 稱nx為光程.光在不同媒質(zhì)中傳播的距離，都折算成真空中的傳播的路程統(tǒng)一使用計(jì)算。60PS1的光波傳至P點(diǎn)，引起的振動(dòng)為S2的光波傳至P點(diǎn)，引起的振動(dòng)為兩者的相位差為15.4.2 光程差61 相位差與光程差的關(guān)系為 光程差62光干涉明暗的一般條件： 薄透鏡不引起附加的光程差。 注意：63透鏡的等光程性ssMANB幾何路程顯然不同,但光程相同.當(dāng)同相的平行光入射時(shí)經(jīng)薄透鏡f會(huì)聚在焦平面上,各條光線會(huì)聚后f結(jié)論：薄透鏡對(duì)物象間各光線不會(huì)引起附加的光程差.總是加強(qiáng),可見薄透鏡只會(huì)改變光波的傳播路徑,并不引起光程差.相位相同的各點(diǎn)圖中光線SMNS與SABS相比,64例1.

16、 用薄云母片（n = 1.58）覆蓋在楊氏雙縫的其中一條縫上，這時(shí)屏上的零級(jí)明紋移到原來(lái)的第七級(jí)明紋處。如果入射光波長(zhǎng)為550 nm，問(wèn)云母片的厚度為多少？解：P 點(diǎn)為七級(jí)明紋位置插入云母后，P點(diǎn)為零級(jí)明紋P0d65例2 用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)某液體的折射率，光源為單色光，觀察到在空氣中的第三級(jí)明紋正好與液體中的第四級(jí)明紋重合。求：折射率 解： 空氣中雙縫干涉條紋第三級(jí)明紋位置 液體中雙縫干涉條紋第四級(jí)明紋位置 該問(wèn)題反映了楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用。 6615.5 分振幅干涉主要內(nèi)容：1. 薄膜的等厚干涉* 2. 薄膜的等傾干涉67 當(dāng)一束光入射到介質(zhì)表面時(shí)，被分離成反射光和透射光，這種分離稱為分振幅

17、。從同一入射點(diǎn)分離出來(lái)的反射光和透射光是相干光，對(duì)應(yīng)的干涉現(xiàn)象稱為分振幅干涉。油膜和肥皂泡表面的彩色花紋就是最常見的分振幅干涉現(xiàn)象，是介質(zhì)膜上表面和下表面的反射光的干涉。68薄 膜 干 涉6915.5.1、薄膜干涉a1a2a在一均勻透明介質(zhì)n1中放入上下表面平行,厚度為d 的均勻介質(zhì)n2(n1)，用擴(kuò)展光源照射薄膜，其反射和透射光如圖所示一、薄膜干涉的光程差反射光干涉透射光干涉70光線a2與光線 a1的光程差為：a1a2a半波損失由折射定律和幾何關(guān)系可得出：71 透射光的光程差注意：透射光和反射光干涉具有互補(bǔ) 性 ，符合能量守恒定律.根據(jù)具體情況而定PLDC34E5A1B2反射光的光程差72

18、當(dāng)光線垂直入射時(shí)當(dāng) 時(shí)當(dāng) 時(shí)73例1.一油輪漏出的油(折射率n1=1.20)污染了某海域, 在海水(n2=1.30)表面形成一層薄薄的油污.(1)如果太陽(yáng)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)的油層厚度為460 nm,則他將觀察到油層呈什么顏色?(2)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？74解 (1)綠色已知n1=1.20n2=1.30d=460 nm75 (2)透射光的光程差紅光紫光紫紅色76在確定的角度下觀察或說(shuō)：入射角固定則在波長(zhǎng)一定的情況下光程差只取決于薄膜的厚度相同厚度的地方對(duì)應(yīng)相同的光程差。2)等傾干涉薄膜的厚均勻則相同傾角的

19、光線光程差相同兩個(gè)特殊結(jié)果1)等厚干涉77ennnA反射光2反射光1入射光(單色平行光垂直入射)(設(shè)n n )明紋暗紋同一厚度d對(duì)應(yīng)同一級(jí)條紋 等厚條紋1.劈尖干涉平行光垂直入射到劈尖上光程差15.5.2.薄膜干涉（一）等厚干涉 78劈尖上厚度相同的地方，兩相干光的光程差相同，對(duì)應(yīng)一定k值的明或暗條紋。棱邊處，d=0,=/2，出現(xiàn)暗條紋有“半波損失”明、暗紋處對(duì)應(yīng)的厚度分別為：條紋形狀與薄膜的等厚線相同明紋暗紋79實(shí)心劈尖任意相鄰明條紋對(duì)應(yīng)的厚度差：任意相鄰明條紋(或暗條紋)之間的距離 l 為：在入射單色光一定時(shí)，劈尖的楔角 愈小，則l愈大，干涉條紋愈疏； 愈大，則l愈小，干涉條紋愈密。當(dāng)用白

20、光照射時(shí)，將看到由劈尖邊緣逐漸分開的彩色直條紋。80干涉條紋的移動(dòng)81例3. 有一玻璃劈尖，夾角 = 8 10-6 rad，放在空氣中。波長(zhǎng) = 0.589 m 的單色光垂直入射時(shí)，測(cè)得相鄰干涉條紋的寬度為 l = 2.4 mm，求玻璃的折射率。解：nl82(2)測(cè)膜厚(1)干涉膨脹儀 劈尖干涉的應(yīng)用83 (3)檢驗(yàn)光學(xué)元件表面的平整度84空氣 (4)測(cè)細(xì)絲的直徑85等厚干涉條紋劈尖不規(guī)則表面86白光入射單色光入射肥皂膜的等厚干涉條紋872.牛頓環(huán)空氣薄層中，任一厚度d處上下表面反射光的干涉條件：88略去d2各級(jí)明、暗干涉條紋的半徑：隨著牛頓環(huán)半徑的增大，條紋變得越來(lái)越密。d=0,兩反射光的光

21、程差 =/2，為暗斑。89白光入射的牛頓環(huán)照片90劈尖干涉牛頓環(huán)條紋形狀直條紋同心圓條紋間距等間距向外側(cè)逐漸密集條紋公式零級(jí)條紋暗條紋，直線暗斑91例 4、真空中，平板玻璃B上對(duì)稱的放置一圓錐A，如圖，為已知， 很小。當(dāng)波長(zhǎng)為的單色平行光垂直的射向圓錐時(shí)，從上方可觀測(cè)到干涉條紋。求：解：厚度為d處的光程差為：1、明暗條紋的位置，其形狀如何？ridAB根據(jù)幾何關(guān)系：92根據(jù)干涉條件：得出第k級(jí)暗紋半徑為：條紋間距為：K=1,2,3932、若平凸透鏡稍向左傾斜，干涉條紋有何變化？左邊的明暗條紋變稀疏，右邊的變密。ridAB94例2、一個(gè)折射率為=1.5的透明球冠，其球面半徑為R，放在一個(gè)n2=n1

22、=1.5,n3=1.75的兩種透明物質(zhì)的兩矩形塊上，組成一個(gè)小角劈尖。求:(1)劈尖為空氣時(shí)，牛頓環(huán)的第k級(jí)明紋半徑。解：如圖，設(shè)第K級(jí)條紋的牛頓環(huán)半徑為rk，該處的光程差為95對(duì)亮紋有即：故（k=1,2, ） 為以接觸點(diǎn)為中心的同心圓環(huán)，而中心處則為暗紋（ ）則該處空氣膜厚度為:96（2）若劈尖中充滿n4=1.6的透明物質(zhì)時(shí)，牛頓環(huán)如何變化？（設(shè)用波長(zhǎng)為的單色光正入射）則光程差為:解：當(dāng)在劈尖中充滿n4=1.6的透明物質(zhì)時(shí)，對(duì)條紋半徑為r處有右側(cè)左側(cè)97 對(duì)于左右兩側(cè)，分別可求出其第k級(jí)明暗條紋半徑：98例11.已知：用紫光照射，借助于低倍測(cè)量顯微鏡測(cè)得由中心往外數(shù)第 k 級(jí)明環(huán)的半徑 ,

23、k 級(jí)往上數(shù)第16 個(gè)明環(huán)半徑 ，平凸透鏡的曲率半徑R=2.50m求：紫光的波長(zhǎng)？解：根據(jù)明環(huán)半徑公式：99總結(jié) (1)干涉條紋為光程差相同的點(diǎn)的軌跡，即厚度相等的點(diǎn)的軌跡.100 (2)厚度線性增長(zhǎng)條紋等間距，厚度非線性增長(zhǎng)條紋不等間距. (3)條紋的動(dòng)態(tài)變化分析（ 變化時(shí)） 101(4)半波損失需具體問(wèn)題具體分析.10215.5.3.薄膜干涉（二）等傾干涉 103薄膜的厚度均勻明紋暗紋光程差決定于傾角 相同傾角i對(duì)應(yīng)同一條干涉條紋 104觀察等傾條紋的實(shí)驗(yàn)裝置和光路inMLS f屏幕105條紋特點(diǎn): 2)條紋間隔分布:內(nèi)疏外密1)形狀: 一系列同心圓環(huán)r環(huán)= f tan i 3)條紋級(jí)次分

24、布:d 一定時(shí)，越靠近中心，級(jí)次越高 中心處干涉級(jí)最高傾角i 相同的光線對(duì)應(yīng)同一條干涉圓環(huán)條紋 1066)若改變膜厚dd中心向外冒條紋d中心向內(nèi)吞條紋7)光源是白光ikr彩色干涉條紋5) 波長(zhǎng)對(duì)條紋的影響: 4)膜厚變化時(shí),條紋的移動(dòng)：107iPifor環(huán)dnnn n面光源只要入射角i相同，都將匯聚在同一個(gè)干涉環(huán)上（非相干疊加）對(duì)于觀察等傾條紋，沒有光源寬度和條紋襯比度的矛盾 !面光源在薄膜干涉中的特殊貢獻(xiàn)108等傾干涉109如何在實(shí)驗(yàn)上區(qū)分上述條紋是等傾還是牛頓環(huán)?牛頓環(huán)等傾條紋1101.增透(射)膜： 利用薄膜上、下表面反射光的光程差符合相消干涉條件來(lái)減少反射，從而使透射增強(qiáng)。2.增反射膜

25、： 利用薄膜上、下表面反射光的光程差滿足相長(zhǎng)干涉，因此反射光因干涉而加強(qiáng)。15.5.4 應(yīng)用：增透(射)膜和增反射膜 111鏡頭顏色為什么發(fā)紫?112例4. 用波長(zhǎng)為550nm的黃綠光照射到一肥皂膜上，沿與膜面成60角的方向觀察到膜面最亮。已知肥皂膜折射率為1.33，求此膜至少是多厚？若改為垂直觀察，求能夠使此膜最亮的光波長(zhǎng)。解空氣折射率n1 1，肥皂膜折射率n2 = 1.33。i = 30反射光加強(qiáng)條件：解得113肥皂膜的最小厚度（k = 1）垂直入射： 1 = 649.0 nm （k = 1） 紅2 = 216.3 nm （k = 2） 不可見光114透鏡鍍膜 薄膜干涉的應(yīng)用 增透膜反射光

26、干涉相消條件：n = 1.38n2 = 1.5n1=1.0最薄的膜層厚度（k = 0）為：115問(wèn)：若反射光相消干涉的條件中取 k=1，膜的厚度為多少？此增透膜在可見光范圍內(nèi)有沒有增反？例5.已知：用波長(zhǎng) ，照相機(jī)鏡頭n3=1.5，其上涂一層 n2=1.38的氟化鎂增透膜，光線垂直入射。解：因?yàn)?，所以反射光經(jīng)歷兩次半波損失。反射光相干相消的條件是：代入k 和 n2 求得：116此膜對(duì)反射光相干相長(zhǎng)的條件：可見光波長(zhǎng)范圍 400700nm波長(zhǎng)412.5nm的可見光有增反。問(wèn)：若反射光相消干涉的條件中取 k=1，膜的厚度為多少？此增透膜在可見光范圍內(nèi)有沒有增反？117例6.氦氖激光器中的諧振腔反射鏡，要求對(duì)波長(zhǎng)=6328的單色光反射率達(dá)99%以上，為此在反射鏡的玻璃表面上交替鍍上 ZnS (n1=2.35)和低折射率的材料 MgF2 (n2 =1.38)共十三層，求每層膜的實(shí)際厚度？（按最小厚度要求