《等倾干涉》课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,/10/29,.,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,/10/29,.,*,薄膜干涉是分振幅干涉。,日常中见到的薄膜干涉：肥皂泡上的彩色、雨天地上油膜的彩色、昆虫翅膀的彩色,。,膜为何要薄？光的相干长度所限。膜的薄、厚是相对的，与光的单色性好坏有关。,普遍地讨论薄膜干涉是个极为复杂的问题。实际意义最大的是厚度不均匀薄膜表面附近的等厚条纹和厚度均匀薄膜在无穷远处的等倾条纹。,1.6,分振幅薄膜干涉（一）,等倾干涉,薄膜干涉是分振幅干涉。日常中见到的薄膜干涉：肥皂,1.6.1,单色点光源照射厚度均匀的薄膜时引起的干涉现象,1,、干涉现象,两束反射光 和 在 处相干叠加，透射光也可相干叠加,1.6.1 单色点光源照射厚度均匀的薄膜时引起的干涉现象1、,等倾干涉 从点光源发出的单条光线的光路,等倾干涉 从点光源发出的单条光线的光路,2,、光程差的计算,注意 若光在介质上表面反射时有附加光程差，则,:,代入,计算 和 的光程差，作,不论入射光的的入射角如何,满足,n,1,n,3,(,或,n,1,n,2,n,2,n,3,(,或,n,1,n,2,n,3,),不存在额外程差,2、光程差的计算注意 若光在介质上表面反射时有附加光程差,代入,用折射角表示的光程差,用入射角表示的光程差,不论入射光的的入射角如何,满足,n,1,n,3,(,或,n,1,n,2,n,2,n,3,(,或,n,1,n,2,n,1,i,2,A,C,D,a,2,a,1,S,i,1,i,1,i,1,i,1,B,膜厚均匀（,不变）,光束 、的光程差：,（明纹）,（暗纹）,当,j,一定时，也一定,即,倾角,相同的光线对应同一条干涉条纹,等倾条纹,.,具体地说,光程差,相等点的空间轨迹构成同一级干涉条纹。,5、点光源照明时的干涉条纹分析L2 fP0 r环n1n1,即是说,:,当膜厚,h,一定时，从不同的发光点所发出的光束对薄膜表面有不同的倾角，正由于入射光的倾角改变而形成,一组,干涉条纹。同一级条纹，对应着同一倾角，不同级条纹，对应不同的倾角。即：由于入射角相同的光经薄膜两表面反射形成的反射光在相遇点有相同的光程差,也就是说,凡入射角相同的光束就形成同一级条纹，所以这些倾斜角度不同光束经薄膜反射所形成的花样是一些明暗相间的同心圆环，这种干涉称为等倾干涉。,即是说:当膜厚h 一定时，从不同的发光点所发出的光束对薄膜表,等倾干涉 从点光源发出的锥面上光线的光路,等倾干涉 从点光源发出的锥面上光线的光路,等倾干涉 从点光源发出的锥面内光线的光路,等倾干涉 从点光源发出的锥面内光线的光路,i,1,f,o,d,n,1,n,1,n,2,n,1,面光源,r,环,P,i,1,1.6.2,单色面光源照明时的等倾干涉条纹,面光源上不同点而,相同的入射光都将汇聚在同一个干涉环上,（,非相干叠加,）,，因而面光源照明比点光源照明条纹明暗对比更鲜明。,i1fodn1n1n2 n1面光源r环Pi11.6.,f,屏幕,n,2,观察等倾条纹的实验装置和光路,i,1,M,S,L,注意,在薄膜上不同入射点但入射角 相同的光属于同,一级条纹,（等倾干涉）,f屏幕n2观察等倾条纹的实验装置和光路i1MSL注意,具体地说,:,考虑发光点,S,，入射角为,i,1,，形成同一级干涉圆环。,考虑面光源上另一个发光点,S,发出的光，入射角仍为,i,1,，与,S,发出的光形成的圆环彼此准确重合,不错开,非相干重迭，使明纹重迭后更亮,暗纹仍为暗纹，所以等倾条纹的位置与形成条纹的光束入射角有关，而与光源的位置无关，所以虽采用扩展面光源，并不降低干涉条纹的可见度,V,，而使明纹更亮。,结论：扩展面光源上不同发光点发出的光，只要入射角,i,1,相同，其反射相干光在透镜焦平面上形成的干涉圆环都是共心重合的，这些圆环非相干迭加的结果，使圆环亮度更为增加，但不降低,V,值。,具体地说:考虑发光点S，入射角为i1，形成同一级干涉圆环,等倾干涉条纹照片,等倾干涉条纹照片,L,2,f,P,0,r,环,n,1,n,1,n,2,n,1,i,2,A,C,D,a,2,a,1,S,i,1,i,1,i,1,i,1,B,形状一系列同心圆环,条纹特点：,r,j,=,f tg i,1,条纹级次分布,：,h,一定时，,波长对条纹的影响,：,f,为透镜的焦距,等倾干涉圆环干涉,级数高的在内层,，,干涉级数低的在外层,，越向环中心，级数就越高,定域 条纹经会聚才能,观察，定域为无穷远,L2 fP0 r环n1n1n2 n1 i2A CD,条纹间距：,j,级明纹：,j+1,级明纹：,用级数展开,不等间距，,i,2,（,i,1,）增加时，条纹间距减小，等倾圆环不是等间距的，内疏外密，越靠中心，环间距越大，越稀疏，越向外环间距越小，越密集。,条纹间距：j级明纹：j+1级明纹：用级数展开 不等,介质膜越薄（,h,小）,则,i,变大，环间距大，环纹少，越稀疏。,介质膜越厚（,h,大），则,i,变小，环间距小，环纹多，越密集。,若,h,太厚，则条纹过密不可分辨，所以一般要求膜很薄，若,h,超过波列长度,L=ct,，,则不产生干涉。,介质膜越薄（h 小）,则i 变大，环间距大，环纹少，越稀疏,h,变化时,条纹的移动：,j,一定时（保持不变）：,同级条纹从中心向外冒出,同级条纹向中心陷落,等倾圆环动态变化规律：,h 变化时,条纹的移动：j 一定时（保持不变）,在中心就有一个圆环冒出来或缩过去。若在中心冒出或缩进去的圆环个数,N,，则膜厚改变是,：,膜每增减（半个波长）,在中心就有一个圆环冒出来或缩过去。若在中心冒出或缩进去的圆环,等倾干涉课件,三、应用：,增透（射）膜，提高,增反（射）膜，降低,光学器件的透射率,空气,氟化镁,玻璃,反射光,1,、,2,无半波损,失，设光垂直入射，则,时，反射光干涉相消，透射光增强了，氟化镁膜称为,增透膜。,若入射光波长为,，,若薄膜使反射光干涉相长，则称为增反膜。,作业,1-4 1-7 1-8,三、应用：增透（射）膜，提高增反（射）膜，降低光学器件的透射,三、应用：,增透（射）膜，提高,增反（射）膜，降低,光学器件的透射率,空气,氟化镁,玻璃,反射光,1,、,2,无半波损,失，设光垂直入射，则,时，反射光干涉相消，透射光增强了，氟化镁膜称为,增透膜。,若入射光波长为,，,若薄膜使反射光干涉相长，则称为增反膜。,作业,1-4 1-7 1-8,三、应用：增透（射）膜，提高增反（射）膜，降低光学器件的透射,23,可编辑,感谢下载,23可编辑感谢下载,24,可编辑,感谢下载,24可编辑感谢下载,