2022-2023學(xué)年高二物理競賽課件：薄膜干涉15

薄膜干涉

薄膜干涉n1n1θiDCBAbass’en2一反射光干涉可利用幾何關(guān)系：由干涉條件:將δ

代入上式可得到薄膜干涉明、暗紋條件:注意，兩個(gè)k的取值不同二透射光干涉n1sn1θDCBAban2透射光也有干涉現(xiàn)象：（無半波損）

比較可知，反射光加強(qiáng)則透射光減弱反射光減弱則透射光加強(qiáng)劈尖干涉原理（劈形膜）

aba、b兩光到達(dá)人眼的光程差為:考慮到入射角i=0

故有:相應(yīng)地有明、暗紋公式：同一厚度e對應(yīng)同一級條紋---------等厚干涉條紋

特別地，對于空氣膜，n2=1,故有可見，條紋分得更開。劈尖干涉圖樣

L

eekek+1明紋暗紋條紋分布圖1干涉在膜的上表面附近形成明、暗相間的條紋。2在棱邊處e=0，由于半波損失而形成暗紋

3條紋間距的計(jì)算

牛頓環(huán)

平凸透鏡平晶

牛頓環(huán)裝置簡圖

erR·平晶平凸透鏡

暗環(huán)oS分束鏡M

測量顯微鏡o.

erR

o

同理可知，牛頓環(huán)干涉明暗紋條件為：第k個(gè)暗環(huán)半徑n2=1另由幾何條件有：綜合計(jì)算可得：第k個(gè)明環(huán)半徑

K=0…K=1…思考1中心是明紋還是暗紋？

2為什么條紋間距不均勻？

3平凸透鏡向上移,條紋怎樣移動(dòng)?4透射光條紋情況如何？

5白光入射條紋情況如何？等厚條紋的應(yīng)用

1.劈尖的應(yīng)用

▲測波長：已知θ、n，測L可得λ；▲測折射率：已知θ、λ，測L可得n；▲測細(xì)小直徑、厚度、微小變化：▲測表面不平度等厚條紋待測工件平晶2.牛頓環(huán)的應(yīng)用M2M

1M122

11

G1G2SE半透半反膜

邁克耳孫干涉儀是十分重要的干涉儀，它雖出現(xiàn)在100多年前，但現(xiàn)代仍有許多應(yīng)用。而且許多現(xiàn)代的干涉儀其核心結(jié)構(gòu)仍是邁克耳孫干涉儀。一儀器結(jié)構(gòu)、光路、工作原理

G1分光(分束)板G2補(bǔ)償板M1平面鏡(可動(dòng))M2平面鏡(固定)E觀測顯微鏡（光束1′和2′干涉）一.光的衍射衍射：光在傳播過程中繞過障礙物的邊緣而偏離直線傳播的現(xiàn)象。

1衍射裝置2衍射分類

菲涅耳衍射

----光源和觀察屏（或二者之一）離衍射屏的距離有限時(shí)的衍射。也稱近場衍射，情況較復(fù)雜。夫瑯禾費(fèi)衍射----光源和觀察屏都離衍射屏無限遠(yuǎn)時(shí)的衍射。也稱平行光衍射，是衍射的極限情形。二.惠更斯─菲涅耳原理

波傳到的任一點(diǎn)都是子波的波源，從同一波陣面上各點(diǎn)所發(fā)出的子波，經(jīng)傳播在空間相遇時(shí)，也可相互疊加而產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。

*Sff

a

透鏡L

透鏡L·pAB縫平面觀察屏0δ實(shí)驗(yàn)裝置與原理圖衍射屏觀察屏

*SL

La衍射條紋sθP0

*Sff

a

透鏡L

透鏡L·pAB縫平面觀察屏0δ半波帶法菲涅耳半波帶法：考慮最上光路A→P和最下光路B→P的光程差

θCBAaθ1′2BA半波帶半波帶12′半波帶半波帶121′2′λ考慮：當(dāng)時(shí)，可將縫分為兩個(gè)“半波帶”

-------暗條紋λλaθBAaBAθ當(dāng)時(shí)，可將縫分為三個(gè)“半波帶”

-------明條紋當(dāng)時(shí)，可將縫分為四個(gè)“半波帶”

-------暗條紋

當(dāng)時(shí)，出現(xiàn)第一級暗紋，故當(dāng)時(shí)為中央零級明條紋的范圍。

綜上所述，不難知道有：----暗紋----明紋（中心）2