兩反射光均有半波損失

第三節(jié)分振幅干預(yù)薄膜干預(yù)等傾干預(yù)等厚干預(yù)山東農(nóng)業(yè)大學(xué)應(yīng)用物理系n3d反射光線2，3的光程差：1、薄膜上、下外表反射光的干預(yù)：2反射光2和3有“半波損失”嗎？所以2，3的實(shí)際光程差為：反射光2有“半波損失”，3沒(méi)有！1空氣一、薄膜干預(yù)〔分振幅法獵取相干光〕山東農(nóng)業(yè)大學(xué)應(yīng)用物理系考慮到“半波損失”

干預(yù)明紋干預(yù)暗紋等厚干預(yù)：當(dāng)入射光的波長(zhǎng)肯定時(shí)，厚度一樣的地方干預(yù)結(jié)果也一樣，這種干預(yù)稱(chēng)為等厚干預(yù)。山東農(nóng)業(yè)大學(xué)應(yīng)用物理系反射光的干預(yù)加強(qiáng)時(shí)，透射光的干預(yù)減弱。2、薄膜中透射光的干預(yù)：dn123透射光線2，3的光程差明紋暗紋與相差，即：空氣山東農(nóng)業(yè)大學(xué)應(yīng)用物理系e空氣油污海水例求解一油輪漏出的油(n1=1.20)污染了某海疆，在海水(n2=1.30)外表形成一層薄薄的油污。油層厚度為e=460nm，(1)假設(shè)一飛行員從上向下觀看，則油層呈什么顏色？(2)假設(shè)某潛水員從水下向上觀看，則油層呈什么顏色？(1)兩反射光均有“半波損失”，則反射光干預(yù)加強(qiáng)的條件為飛行員看到油膜呈綠色

將n1

=1.20，e=460nm代入得綠光

紅外區(qū)紫外區(qū)231山東農(nóng)業(yè)大學(xué)應(yīng)用物理系(2)透射光干預(yù)加強(qiáng)〔即反射光干預(yù)減弱〕的條件為潛水員看到油膜呈紫紅色

將n1

=1.20，e=460nm代入得紅光

紅外紫光或紫外e空氣油污海水132山東農(nóng)業(yè)大學(xué)應(yīng)用物理系d波長(zhǎng)550nm黃綠光對(duì)人眼和照像底片最敏感。要使照像機(jī)對(duì)此波長(zhǎng)反射小，可在照像機(jī)鏡頭上鍍一層氟化鎂MgF2薄膜，氟化鎂的折射率n1=1.38，玻璃的折射率n2=1.55。黃綠光反射干預(yù)減弱的條件MgF2薄膜的最小厚度

例求解MgF2薄膜的最小厚度d。231MgF2山東農(nóng)業(yè)大學(xué)應(yīng)用物理系思考問(wèn)題3、某電影上的搞笑鏡頭：一青年去見(jiàn)其女朋友，在約會(huì)的餐廳外對(duì)著玻璃排練見(jiàn)面時(shí)的表情，沒(méi)想到這種玻璃是外面看不見(jiàn)里面、里面看外面清清晰楚，他女朋友正好坐在餐廳里這塊玻璃前，將他的千姿百態(tài)盡收眼底……試解釋其中的物理原理。1、利用薄膜干預(yù)能否檢查工件外表是否平坦，為什么？2、利用所學(xué)學(xué)問(wèn)，推想市場(chǎng)上防紫外線衣服、傘、眼鏡等的設(shè)計(jì)原理？山東農(nóng)業(yè)大學(xué)應(yīng)用物理系二、薄膜的等厚干預(yù)一組平行光〔即入射角i肯定〕投射到薄厚不均勻的薄膜上，其光程差隨著厚度e而變化，厚度一樣的區(qū)域，其光程差一樣，因而這些區(qū)域就消失同一級(jí)的干預(yù)條紋，故稱(chēng)為等厚干預(yù)。

SSS山東農(nóng)業(yè)大學(xué)應(yīng)用物理系1、劈尖干預(yù)e明紋暗紋棱邊處〔e=0〕：暗紋干涉條紋（劈尖折射率為n）為什么不考慮玻璃厚度對(duì)光程差的影響

？由于玻璃板的厚度d為常數(shù)，入射角i也等于常數(shù)，使得劈尖上、下兩界面的反射光在玻璃中經(jīng)受了同樣的光程，所以可以將玻璃簡(jiǎn)化為一個(gè)幾何面。山東農(nóng)業(yè)大學(xué)應(yīng)用物理系相鄰明紋〔或暗紋〕處劈尖的厚度差：（：條紋間距）山東農(nóng)業(yè)大學(xué)應(yīng)用物理系條紋特點(diǎn)：〔2〕透射光干預(yù)條紋的明暗位置與反射光情形剛好相反；〔1〕明暗相間平行于棱邊的直條紋；〔3〕相鄰明〔暗〕紋厚度差是劈尖薄膜中的波長(zhǎng)的一半；〔4〕相鄰條紋之間對(duì)應(yīng)的劈尖厚度差或間距l(xiāng)均與有無(wú)半波損失無(wú)關(guān)，半波損失僅影響何處呈明紋與暗紋?！?〕越小，L越大，條紋越??；越大，L越小，條紋越密。當(dāng)大到某一值，條紋密不行分，無(wú)干預(yù)?！?〕當(dāng)厚度變化時(shí)，干預(yù)條紋會(huì)發(fā)生移動(dòng)：薄膜增厚，條紋向棱邊移動(dòng)；反之，則遠(yuǎn)離棱邊。山東農(nóng)業(yè)大學(xué)應(yīng)用物理系等厚條紋待測(cè)工件平晶d(2)檢測(cè)外表不平坦度(1)可測(cè)量小角度、小位移、微小直徑、波長(zhǎng)等劈尖干預(yù)的應(yīng)用：↑

條紋變密；↑

條紋變密山東農(nóng)業(yè)大學(xué)應(yīng)用物理系2、牛頓環(huán)〔1〕牛頓環(huán)試驗(yàn)裝置及光路山東農(nóng)業(yè)大學(xué)應(yīng)用物理系〔

〕（暗環(huán)）（明環(huán)）明環(huán)半徑：暗環(huán)半徑：(2)干預(yù)條紋牛頓環(huán)干預(yù)條紋是一系列明暗相間的、內(nèi)疏外密的同心圓環(huán)。山東農(nóng)業(yè)大學(xué)應(yīng)用物理系①測(cè)透鏡球面的半徑R,測(cè)m、rk+m、rk，可得R②測(cè)波長(zhǎng)R，測(cè)出m、rk+m、rk，可得③檢測(cè)透鏡的曲率半徑誤差及其外表平坦度④假設(shè)接觸良好,中心為暗紋——半波損失

樣板待測(cè)透鏡條紋

(3)應(yīng)用 ⑤

透射圖樣與反射圖樣互補(bǔ)山東農(nóng)業(yè)大學(xué)應(yīng)用物理系例求解為了測(cè)量一根細(xì)金屬絲的直徑d，按圖方法形成空氣劈尖，用單色光照射形成等厚干預(yù)條紋，用讀數(shù)顯微鏡測(cè)出干預(yù)明條紋的間距，就可以算出d。:單色光波長(zhǎng)為589.3nm，金屬絲與劈尖頂點(diǎn)的距離L=28.880mm，第1條明條紋到第31條明條紋的距離為4.295mm。由題知

直徑

d金屬絲直徑d山東農(nóng)業(yè)大學(xué)應(yīng)用物理系利用等厚干預(yù)可以測(cè)量微小的角度。以下圖為折射率n=1.4的劈尖形介質(zhì),用=700nm的單色光垂直照射，測(cè)得兩相鄰明條紋間距l(xiāng)=0.25cm

l由于θ很小

例求解劈尖角θ山東農(nóng)業(yè)大學(xué)應(yīng)用物理系擴(kuò)展光源屏幕透鏡n對(duì)于厚度均勻的薄膜，擴(kuò)展光源投射到薄膜上的光線的光程差，是隨著光線的傾角〔即入射角i〕不同而變化的。傾角一樣的光線都有一樣的光程差，因而屬于同一級(jí)別的干預(yù)條紋，這種干預(yù)叫做等傾干預(yù)。三、薄膜的等傾干預(yù)ii山東農(nóng)業(yè)大學(xué)應(yīng)用物理系反射光2反射光1·S121、光程差的計(jì)算

由于光程差考慮半波損失,實(shí)際光程差為：明紋暗紋山東農(nóng)業(yè)大學(xué)應(yīng)用物理系··i1foen1n1n2>n1面光源Sr環(huán)Pi1

·L2

fPO

r環(huán)n1n1n2

>n1A

CD·a2a1點(diǎn)光源Si1i1i1i1··B·

2、點(diǎn)光源與面光源：

點(diǎn)光源照射面光源照射·入射角一樣的光線分布在錐面上，對(duì)應(yīng)同一級(jí)干預(yù)條紋。面光源上不同點(diǎn)而入射角一樣的入射光，都將會(huì)聚在同一級(jí)干預(yù)環(huán)上〔非相干疊加〕，因而面光源照明比點(diǎn)光源照明條紋明暗比照更鮮亮。山東農(nóng)業(yè)大學(xué)應(yīng)用物理系〔2〕外形：一系列同心圓環(huán)；〔3〕條紋級(jí)次分布：〔1〕定域：條紋經(jīng)會(huì)聚才能觀看，定域?yàn)闊o(wú)窮遠(yuǎn)；3、條紋特征：

靠近環(huán)心的條紋干預(yù)級(jí)別高；〔4〕條紋間距：入射角增加時(shí)，條紋間距減小，內(nèi)疏外密；山東農(nóng)業(yè)大學(xué)應(yīng)用物理系增透膜:

能削減反射光強(qiáng)度而增加透射光強(qiáng)度的薄膜。4、等傾干預(yù)的應(yīng)用：增反膜:

能增加反射光強(qiáng)度而削減透射光強(qiáng)度的薄膜。山東農(nóng)業(yè)大學(xué)應(yīng)用物理系多層高反射膜HLZnSMgF2HLZnSMgF2

在玻璃上交替鍍上光學(xué)厚度均為/4的高折射率ZnS膜和低折射率的MgF2膜，形成多層高反射膜。山東農(nóng)業(yè)大學(xué)應(yīng)用物理系美國(guó)物理學(xué)家，主要從事光學(xué)爭(zhēng)論，有生之年始終是光速測(cè)定的國(guó)際中心人物。(1)1879年他用自己改進(jìn)了的傅科方法，獲得光速值為299910±50km/s；(2)1887年的邁克耳孫—莫雷試驗(yàn)，否認(rèn)了以太的存在，它動(dòng)搖了經(jīng)典物理學(xué)的根底；(3)1893年首倡用光波波長(zhǎng)作為長(zhǎng)度基準(zhǔn)；(4)1920年第一次測(cè)量了恒星的尺寸〔恒星參宿四〕；(5)1907年獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

A.Michelson(1852-1931)5、邁克耳遜干預(yù)儀山東農(nóng)業(yè)大學(xué)應(yīng)用物理系PSM2M1G1G2LM”2〔1〕干預(yù)儀構(gòu)造山東農(nóng)業(yè)大學(xué)應(yīng)用物理系d〔2〕工作原理光束1和2發(fā)生干預(yù)，光程差：(無(wú)半波損失)(有半波損失)或加強(qiáng)減弱距離d

每變化半個(gè)波長(zhǎng)，則干涉條紋移過(guò)1條;若M1平移

d

時(shí)，干涉條紋移過(guò)

n條，即裝置優(yōu)點(diǎn)：設(shè)計(jì)精巧，兩束相干光完全分開(kāi)，可以方便的改變?nèi)我还饴返墓獬?。山東農(nóng)業(yè)大學(xué)應(yīng)用物理系(3)應(yīng)用1、微小位移測(cè)量〔誤差不超過(guò)±/2〕2、測(cè)波長(zhǎng)用氦氖激光(632.8nm)作光源,邁克耳遜干預(yù)儀中的M1反射鏡移動(dòng)了一段距離,數(shù)得干預(yù)條紋移動(dòng)了792條例求M1移動(dòng)的距離。解假設(shè)光源的波長(zhǎng)，利用此方法可以周密測(cè)定長(zhǎng)度；假設(shè)長(zhǎng)度，則可以測(cè)定光源的波長(zhǎng)。3、測(cè)介質(zhì)的折射率山東農(nóng)業(yè)大學(xué)應(yīng)用物理系空氣的折射率n。

在邁克耳孫干預(yù)儀的兩臂中，分別插入l=10.0cm長(zhǎng)的玻璃管，其中一個(gè)抽成真空，另一個(gè)儲(chǔ)有壓強(qiáng)為1.013×105Pa的空氣，用以