《物理學(xué)原理及工程應(yīng)用》課件0902光干涉理論在制膜工程中的應(yīng)用

01薄膜等傾干涉02增透膜和高反膜03對(duì)薄膜生產(chǎn)和鍍膜過程的動(dòng)態(tài)監(jiān)控9.2光干涉理論在制膜工程中的應(yīng)用01薄膜等傾干涉1等傾干涉原理

——n1介質(zhì)中的薄膜(厚度h，折射率n2，n1<n2)——單色光照射薄膜，上下介質(zhì)面的反射光是相干光光束1和2到S’點(diǎn)的光程差

應(yīng)用折射定律S’點(diǎn)的光強(qiáng)取決于兩束光的光程差——上表面反射光有半波損失下表面反射光無半波損失C點(diǎn)和D點(diǎn)到S’的光程相等2增透膜和反射膜

在照相機(jī)的鏡頭上鍍一層MgF2薄膜要使該薄膜對(duì)

λ=550nm的光反射最小,問薄膜的最小厚度為多少？

兩束光的光程差1)增透膜

——

光學(xué)玻璃表面蒸鍍一層薄膜減少光的反射

反射光最小最小厚度明條紋和暗條紋滿足條件——入射角度相同的光具有相同的光程差——稱為等傾干涉——干涉相長(zhǎng)——干涉相消2)反射膜

——

光學(xué)玻璃表面蒸鍍一層薄膜增加光的反射

白光垂直照射置于空氣中厚度h=0.50μm的玻璃片玻璃折射率n=1.50。在可見光范圍內(nèi)(400nm~760nm)

問哪些波長(zhǎng)的反射光有最大限度的增強(qiáng)？

反射光增強(qiáng)滿足

垂直入射波長(zhǎng)滿足可見光范圍——干涉加強(qiáng)光的波長(zhǎng)波長(zhǎng)滿足

的反射光有最大限度的增強(qiáng)

【思考題9-4】蝴蝶的翅膀色彩斑斕是干涉結(jié)果嗎？【思考題9-5】一層很薄的肥皂膜（n=1.33），看上去一片漆黑，若把同樣厚度的肥皂膜蓋在玻璃片(n=1.5)上，看上去卻是一片明亮，請(qǐng)解釋原因?！舅伎碱}9-6】當(dāng)肥皂泡膜變薄時(shí)，膜的顏色呈現(xiàn)彩色，當(dāng)肥皂泡膜很快就要破裂時(shí)，膜的顏色卻變成了黑色。請(qǐng)解釋原因?！舅伎碱}9-7】表面附有油膜的透明玻璃片，當(dāng)有陽光照射時(shí)，可在玻璃片的表面和邊緣分別看到彩色圖樣，這兩種現(xiàn)象都是干涉結(jié)果嗎？【9-2例題】一油滴（）滴在平板玻璃（）上，并展開成圓形油膜，用波長(zhǎng)為的單色光垂直照射，求（1）油滴邊緣是亮的還是暗的？（2）當(dāng)油膜的厚度時(shí)，可以看到幾條明紋？明紋所在處的油膜厚度分別為多少？（3）為什么隨著油滴展開，條紋逐漸消失？解：（1）兩個(gè)分界面上有半波損失，當(dāng)時(shí)，干涉極大，產(chǎn)生明紋。在油膜邊緣處，，有，對(duì)應(yīng)零級(jí)明紋，因此是亮的。（2）明紋所在處的油膜的厚度：當(dāng)，。（一級(jí)明紋），當(dāng)，。（二級(jí)明紋），當(dāng)，。（三級(jí)明紋），當(dāng)，。（四級(jí)明紋），可以觀察到四條明紋。（3）油膜厚度為，曲率半徑為的平凸透鏡與平板玻璃之間空氣隙的厚度為，產(chǎn)生的同心圓環(huán)的半徑為，參考圖9-14所示的幾何關(guān)系，我們可以得到，當(dāng)油滴展開時(shí)，曲率半徑為。條紋間距變大時(shí)，總條紋數(shù)是減少的，我們看到的現(xiàn)象就是條紋逐漸消失?！舅伎碱}9-8】人耳對(duì)3500Hz的聲音頻率特別敏感，這可以從人的耳道（耳的外部到耳鼓之間的一段，長(zhǎng)度為2.5cm左右）