《物理學原理及工程應用》課件0902光干涉理論在制膜工程中的應用

01薄膜等傾干涉02增透膜和高反膜03對薄膜生產和鍍膜過程的動態(tài)監(jiān)控9.2光干涉理論在制膜工程中的應用01薄膜等傾干涉1等傾干涉原理

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

應用折射定律S’點的光強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點和D點到S’的光程相等2增透膜和反射膜

在照相機的鏡頭上鍍一層MgF2薄膜要使該薄膜對

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

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光學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——干涉相消2)反射膜

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光學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(400nm~760nm)

問哪些波長的反射光有最大限度的增強？

反射光增強滿足

垂直入射波長滿足可見光范圍——干涉加強光的波長波長滿足

的反射光有最大限度的增強

【思考題9-4】蝴蝶的翅膀色彩斑斕是干涉結果嗎？【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，請解釋原因?！舅伎碱}9-6】當肥皂泡膜變薄時，膜的顏色呈現(xiàn)彩色，當肥皂泡膜很快就要破裂時，膜的顏色卻變成了黑色。請解釋原因?！舅伎碱}9-7】表面附有油膜的透明玻璃片，當有陽光照射時，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，用波長為的單色光垂直照射，求（1）油滴邊緣是亮的還是暗的？（2）當油膜的厚度時，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）兩個分界面上有半波損失，當時，干涉極大，產生明紋。在油膜邊緣處，，有，對應零級明紋，因此是亮的。（2）明紋所在處的油膜的厚度：當，。（一級明紋），當，。（二級明紋），當，。（三級明紋），當，。（四級明紋），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，產生的同心圓環(huán)的半徑為，參考圖9-14所示的幾何關系，我們可以得到，當油滴展開時，曲率半徑為。條紋間距變大時，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。【思考題9-8】人耳對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，長度為2.5cm左右）