理科物理光學(xué)4

要求1、理解光程的物理意義，掌握其計(jì)算方法；2、掌握半波損失與光程的關(guān)系；3、了解透鏡不引起附加光程差的物理意義。4、掌握劈尖干涉實(shí)驗(yàn)的基本裝置及干涉條紋位置的計(jì)算；5、掌握劈尖干涉的條紋間距計(jì)算方法；第一頁2012-12-141*第二頁，共18頁。艾薩克·牛頓(英)1642.12.24--1727.03.2022-7-2牛頓環(huán)的干涉牛頓環(huán)的干涉圖樣第二頁2012-12-142*第三頁，共18頁。1、牛頓環(huán)的構(gòu)成平板玻璃、平凸透鏡R

平凸透鏡的曲率半徑r干涉環(huán)紋半徑e兩塊透鏡間的空氣層的厚度單色平行光垂直入射，形成兩條反射光，滿足相干條件。22-7-2牛頓環(huán)的干涉第三頁2012-12-143*第四頁，共18頁。暗環(huán)紋明環(huán)紋干涉圖樣----形成中心暗斑明環(huán)條紋半徑2、牛頓環(huán)的干涉圖樣明暗相間的同心圓環(huán)，里疏外密22-7-2牛頓環(huán)的干涉第四頁2012-12-144*第五頁，共18頁。暗環(huán)紋之間的距離3、牛頓環(huán)條紋特點(diǎn)1、同心圓環(huán)，k

大、r

大2、內(nèi)疏外密，k

大、△r小3、反射光干涉條紋，中心為暗斑透射光干涉條紋，中心為亮斑暗環(huán)條紋半徑演示20-6牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)裝置及干涉圖樣.mpg22-7-2牛頓環(huán)的干涉第五頁2012-12-145*第六頁，共18頁。求：透鏡的曲率半徑

R=?例題-2牛頓環(huán)的暗環(huán)半徑解：牛頓環(huán)暗環(huán)條件第六頁2012-12-146*第七頁，共18頁。20-8薄膜光學(xué)肥皂泡油膜第七頁2012-12-147*第八頁，共18頁。薄膜光學(xué)是20

世紀(jì)60

年代興起的一門應(yīng)用光學(xué)技術(shù)。生活中的例子：水面上的油膜、肥皂泡在陽光下呈現(xiàn)美麗的彩色。上述現(xiàn)象是由于薄膜的干涉形成的。啟示不同的薄膜厚度，可將特定波長的反射光加強(qiáng)或減弱!!!玻璃鍍膜空氣稱為低膜稱為高膜現(xiàn)代技術(shù)應(yīng)用---真空鍍膜技術(shù)20-8薄膜光學(xué)第八頁2012-12-148*第九頁，共18頁。真空鍍膜技術(shù)光的能量：入射=反射+透射+吸收適當(dāng)?shù)倪x取可以使得某種波長的光b1、b2相互加強(qiáng)c1、c2

相互減弱增反膜b1、b2

相互減弱c1、c2

相互加強(qiáng)增透膜照相機(jī)、攝像機(jī)鏡頭電影放映機(jī)光源反光鏡20-8薄膜光學(xué)第九頁2012-12-149*第十頁，共18頁。1、增透膜b1、b2

都有半波損失，反射光的光程差反射光最弱理論上可以證明，當(dāng)時(shí)c1

無半波損失，c2

有半波損失，透射光滿足加強(qiáng)條件選用材料20-8薄膜光學(xué)第十頁2012-12-1410*第十一頁，共18頁。例題-3選用MgF2

材料在光學(xué)玻璃表面制作增透膜求：薄膜厚度應(yīng)鍍多少?這種膜使什么波長的光反射加強(qiáng)?解：對人眼睛最敏感的可見光是黃綠色光藍(lán)色光反射加強(qiáng)時(shí)在可見光區(qū)鍍膜困難演示20-7增透膜.mpg第十一頁2012-12-1411*第十二頁，共18頁。2、增反膜實(shí)驗(yàn)表明：越大、反射越強(qiáng)實(shí)際采用ZnSb1有半波損失，b2無半波損失反射光加強(qiáng)透射光減弱演示20-8增反膜.mpg20-8薄膜光學(xué)第十二頁2012-12-1412*第十三頁，共18頁。平行白色光垂直入射在肥皂膜上，在600nm處有一個(gè)干涉極大，在

450nm

處有一個(gè)干涉極小，且它們之間沒有另外的干涉極小(k相同)，已知膜折射率n=1.33，求肥皂膜的厚度?例題-4反射光加強(qiáng)反射光減弱聯(lián)立得解：分析半波損失第十三頁2012-12-1413*第十四頁，共18頁。專業(yè)照相機(jī)鏡頭表面鍍上增透膜，增透光為黃綠色光，反射光是藍(lán)色的，看起來是藍(lán)色的。專業(yè)照相機(jī)要求在光線較暗的情況下能夠拍攝運(yùn)動(dòng)的對象。為了提高照相機(jī)鏡頭的成像質(zhì)量，消除各種像差，照相機(jī)的鏡頭一般由多片透鏡組成。1、使用閃光燈；距離遠(yuǎn)時(shí)不適用、不允許時(shí)不適用2、降低快門速度；拍攝對象運(yùn)動(dòng)速度較快時(shí)不適用3、開大光圈；景深會縮小，拍攝場面較大時(shí)不適用4、提高膠卷的感光速度GB21、24、27DIN(ASA100、200、400)5、使用增透膜，充分利用景物的自身發(fā)光。為避免底片曝光不足，采取哪些措施？應(yīng)用舉例:增透膜20-8薄膜光學(xué)第十四頁2012-12-1414*第十五頁，共18頁。2、等厚干涉之二：牛頓環(huán)暗環(huán)紋半徑:明環(huán)條紋半徑：干涉條紋-----內(nèi)疏外密、明暗相間的同心圓環(huán)。反射光干涉中心為暗斑(半波損失)小結(jié)第十五頁2012-12-1415*第十六頁，共18頁。3、增透膜反射光線b1、b2相互減弱；折射光線c1、c2

相互加強(qiáng)。時(shí)反射光完全相