分振幅法双光束干涉.ppt

第19章 光的干涉,1,一、等厚干涉 二、等倾干涉,19.4 分振幅法双光束干涉,第19章 光的干涉,2,一.等厚干涉,反射光2,反射光1,S,1,2,（分振幅法）,如图：两条相干光线的光程差：,考虑到有半波损失,因此有：,（有附加光程差）,折射定律：,第19章 光的干涉,3,第19章 光的干涉,4,波长550 nm黄绿光对人眼和照相底片最敏感。要使照相机对此波长反射小，可在照像机镜头上镀一层氟化镁MgF2薄膜，已知氟化镁的折射率 n=1.38，玻璃的折射率n=1.55。,解,两条反射光干涉减弱条件,增透膜的最小厚度,增反膜,薄膜光学厚度（nd）仍可以为,例1,但膜层折射率 n 比玻璃的折射率大,求 氟化镁薄膜的最小厚度。,说明,第19章 光的干涉,5,光线垂直入射,反射光1,反射光2,入射光,在确定的角度下观察（或说入射角固定），则在波长一定的情况下，光程差只取决于薄膜的厚度，相同厚度的地方对应相同的光程差。,等厚干涉,第19章 光的干涉,6,(1)同一厚度 d 对应同一级条纹等厚条纹；,(2)两相邻明条纹（或暗条纹）对应的厚度差都等于,若为空气层时，相邻明条纹（或暗条纹）对应的厚度差为,讨论,第19章 光的干涉,7,明纹,暗纹,1.劈尖干涉 平行光垂直入射到劈尖上,光程差,第19章 光的干涉,8,条纹间距,相邻条纹的光程差差一个波长,条纹间距,讨论,(1)空气劈尖顶点处是一暗纹,(2)反映膜的厚度变化,条纹的移动,平移,第19章 光的干涉,9,e:测表面不平整度,d:可测量小角度、微位移 x、微小直径 D、波长等,c:楔角的改变,条纹疏密的变化,第19章 光的干涉,10,为了测量一根细的金属丝直径D，按图办法形成空气劈尖，用单色光照射形成等厚干涉条纹，用读数显微镜测出干涉明条纹的间距，就可以算出D。已知单色光波长为589.3 nm，测量结果是：金属丝与劈尖顶点距离L=28.880 mm，第1条明条纹到第31条明条纹的距离为4.295 mm。,解,由题知,直径,例2,求 金属丝直径 D。,第19章 光的干涉,11,一平面单色光波垂直照射在厚度均匀的薄油膜上，油膜覆盖在玻璃板上，所用光源波长可连续变化，观察到500nm和700nm这两个波长的光在反射中消失。油的折射率为1.30，玻璃的折射率为1.50。,解,根据题意，不需考虑半波损失，暗纹的条件为,例3,求 油膜的厚度。,第19章 光的干涉,12,2.牛顿环,光程差,明纹:,暗纹:,第19章 光的干涉,13,白光入射的牛顿环照片,第19章 光的干涉,14,(1)测透镜球面的半径R 已知,测 m、rk+m、rk，可得R；,(2)测波长 已知R，测出m、rk+m、rk，可得；,(3)检测透镜的曲率半径误差及其表面平整度；,(4)若接触良好,中央为暗纹半波损失；,半径,讨论,(5)透射图样与反射图样互补。,第19章 光的干涉,15,二、等倾干涉,两条光线的光程差,考虑到有半波损失,相长干涉,相消干涉,第19章 光的干涉,16,等倾条纹,薄膜的厚度均匀则相同倾角的光线光程差相同,观察等倾条纹的实验装置和光路,第19章 光的干涉,17,只要入射角i相同 都将汇聚在同一个干涉环上（非相干叠加）,面光源在薄膜干涉中的特殊贡献,应用：增透(射)膜和增反射膜,膜厚度均匀 垂直入射 对某个波长增透 膜厚至少是多少？,第19章 光的干涉,18,倾角i 相同的光线对应同一条干涉条纹 等倾条纹,一系列同心圆环,内疏外密,条纹特点:,形状,条纹间隔分布,条纹级次分布,波长对条纹的影响,膜厚变化时,条纹的移动,中间级次最高,圆纹从中心冒出，并向外扩张，条纹变密,使用面光源条纹更清楚明亮,透射光图样与反射光图样互补,波长越长同级次圆环半径越小,第19章 光的干涉,19,薄 膜 干 涉,第19章 光的干涉,20,在确定的角度下观察（或说入射角固定），则在波长一定的情况下，光程差只取决于薄膜的厚度，相同厚度的地方对应相同的光程差。,2)等倾干涉,薄膜的厚度均匀则相同倾角的光线光程差相同,两个特殊结果,1)等厚干涉,等倾条纹,牛顿环,如何在实验上区分上述条纹是等倾还是牛顿环?,