由分振幅法产生的光的干涉薄膜干涉ppt课件.ppt

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1、17.3 由分振幅法产生的干涉薄膜干涉,一 平行平面膜干涉,1 光程差,17.3 由分振幅法产生的光的干涉薄膜干涉,反射光的光程差,17.3 由分振幅法产生的光的干涉薄膜干涉,明纹中心,暗纹中心,2 产生明、暗纹的条件,17.3 由分振幅法产生的光的干涉薄膜干涉,上式仅适用于 的情况,附加的光程差 根据具体情况而定,由公式可以推出等厚、等倾干涉两种情况,还可以推出垂直入射的情况.,17.3 由分振幅法产生的光的干涉薄膜干涉,(1)薄膜厚度均匀(e一定)随入射角 i 变化,同一入射角i 对应同一干涉条纹,干涉条纹为一组同心圆环,(2)入射角i一定(平行光入射),随薄膜厚度e 变化,薄膜同一厚度处

2、对应同一干涉条纹,薄膜不同厚度处对应不同干涉条纹,17.3 由分振幅法产生的光的干涉薄膜干涉,3 关于透射光的光程差,透射光的光程差,相长干涉 明纹中心,相消干涉 暗纹中心,17.3 由分振幅法产生的光的干涉薄膜干涉,所以同等情况下,在反射方向上发生相消干涉,则在透射方向发生相长干涉.,注意：透射光和反射光干涉具有互补 性,符合能量守恒定律.,当 时,4 光线垂直入射,当 时,17.3 由分振幅法产生的光的干涉薄膜干涉,17.3 由分振幅法产生的光的干涉薄膜干涉,5 应用,(1)增透膜,利用薄膜上、下表面反射光的光程差符合相消干涉条件来减少反射,从而使透射增强,空气,：光学厚度,17.3 由分

3、振幅法产生的光的干涉薄膜干涉,(2)增反膜,利用薄膜上、下表面反射光的光程差满足相长干涉,因此反射光因干涉而加强.,空气,17.3 由分振幅法产生的光的干涉薄膜干涉,为了增加反射,可以镀多层膜,膜层越多,反射率越高但由于吸收,一般只镀15到17层.,空气,每一层的光学厚度都是,17.3 由分振幅法产生的光的干涉薄膜干涉,取,反射减弱,解:,则,(增强),氟化镁为增透膜,例 2:一油轮漏出的油(折射率n1=1.20)污染了某海域,在海水(n2=1.30)表面形成一层薄薄的油污.,(1)如果太阳正位于海域上空,一直升飞机的驾驶员从机上向正下方观察,他所正对的油层厚度为460 nm,则他将观察到油层

4、呈什么颜色?,(2)如果一潜水员潜入该区域水下,并向正上方观察,又将看到油层呈什么颜色?,17.3 由分振幅法产生的光的干涉薄膜干涉,绿色,解:(1),17.3 由分振幅法产生的光的干涉薄膜干涉,红光,紫光,增强,(2)透射光的光程差,17.3 由分振幅法产生的光的干涉薄膜干涉,17.3 由分振幅法产生的光的干涉薄膜干涉,1 劈 尖干涉,二 等厚干涉,17.3 由分振幅法产生的光的干涉薄膜干涉,光程差,17.3 由分振幅法产生的光的干涉薄膜干涉,(1)条纹特点:,17.3 由分振幅法产生的光的干涉薄膜干涉,(2)相邻明纹(暗纹)间空气层的厚度差,(3)条纹间距,(4)干涉条纹的移动,以明条纹条

5、件为例:,两边取变量,当,条纹级数改变一级某处厚度改变.条纹左移一级厚度增加,条纹右移一级厚度减少,17.3 由分振幅法产生的光的干涉薄膜干涉,17.3 由分振幅法产生的光的干涉薄膜干涉,17.3 由分振幅法产生的光的干涉薄膜干涉,(5)应用,a 测微小厚度,例1 P582例17.3.5,在半导体元件生产中,为了测定硅片()上的 薄膜的厚度,将该薄膜的一端腐蚀成台阶状的劈尖,如图所示.已知 的折射率,用波长 的钠黄光垂直照射后,观察到整个 劈尖上出现 条暗纹,第 条暗纹出现在劈尖斜边最上端点 处,求:薄膜的厚度,17.3 由分振幅法产生的光的干涉薄膜干涉,解:,由题意,因而在 薄膜上下表面的反

6、射光相对于入射光都有半波损失,所以有,明纹,暗纹,第9条暗纹对应于,17.3 由分振幅法产生的光的干涉薄膜干涉,这里的解法与书上解法的不同,(答案：薄膜厚度为),问题:如 点出现第9条明纹呢?,17.3 由分振幅法产生的光的干涉薄膜干涉,b 检验光学元件表面的平整度,判断待测平板上表面缺陷是凸形的,17.3 由分振幅法产生的光的干涉薄膜干涉,17.3 由分振幅法产生的光的干涉薄膜干涉,2 牛顿环,(1)牛顿环实验装置,17.3 由分振幅法产生的光的干涉薄膜干涉,(2)光程差,暗纹,明纹,17.3 由分振幅法产生的光的干涉薄膜干涉,明环半径,暗环半径,条纹内疏外密,17.3 由分振幅法产生的光的干涉薄膜干涉,a 从反射光中观测,中心点是暗点,从透射光中观测,中心点是暗点还是亮点?,b 将牛顿环置于 的液体中,条纹如何变?(),问题:,17.3 由分振幅法产生的光的干涉薄膜干涉,(3)应用例子:可以用来测量光波波长,用于检测透镜质量,测曲率半径等.,测量透镜的曲率半径,观察暗环半径,17.3 由分振幅法产生的光的干涉薄膜干涉,(1)半波损失需具体问题具体分析.,17.3 由分振幅法产生的光的干涉薄膜干涉,17.3 由分振幅法产生的光的干涉薄膜干涉,17.3 由分振幅法产生的光的干涉薄膜干涉,解:根据明环半径公式得,