大学物理干涉学课件PPT2

2 2 2 1 2
n2
将 i = 30, k =1, n2 =1.33、 n1 =1 代入 emin=101.4nm n2 (2) 从法向看， i =0 所见颜色的光反射加强 2n2emin + =k ？背面什么颜色？ 2 2n2emin 269.7 = = nm k 0.5 k0.5 透射加强 k=1时， 1=539.4nm 绿色光 反射减弱！ k=2时， 2=179.8nm 紫外线，看不见。 只见 1=539.4nm 的绿色光。
2
(1) 当 d 一定时, = (i) 薄膜厚度均匀 (2) 当 i 一定时, = (e )
i 相同处， 同，干涉级k 同 e 相同处， 同，干涉级k 同
i 相同处出现在同一条纹 等倾干涉 e 相同处出现在同一条纹 等厚干涉 厚度不同、入射角不同处，同样可以出现在同一条纹上！ 重点：等厚干涉 透射光能否发生干涉？
(k=0,1,2,……) 暗纹 ( 2k 1)
透= 2 透=(2k 1) ——透射减弱 反射加强时 = k 2 反射减弱时 =(2k +1) 透= k ——透射加强 2 透射光和反射光干涉具有互补性，符合能量守恒定律。 以后无论是研究反射光干涉，还是透射光干涉，只要研究 反射光的光程差即可。
2n2e (2k 1) 2 2
第 10 章 光学
一、光的干涉
（第二讲）
主讲 王建星
作业：10-7 、10-8、10-9
预习：§10. 3. 2
§10. 3 分振幅干涉
一． 薄膜干涉 1．定性分析 水面的彩 色油膜
扩展 光源
设 n1< n2
S 眼
1
2
3 n1
n2
n1Βιβλιοθήκη 透明薄膜 PiD A C
n1 n2 n1
反射光的 =? CD AD
3．透射光程差 (n1 < n2 ) 透= n2(BC +CE) n1BF
A e
iD
C
n1
2e n n sin i
2 2 2 1 2
透射光干涉加强、减弱的条件
n2 r E B n1 F
2e n22 n12 sin 2 i ＝
对比透射与反射
k
2
(k=0,1,2,……) 明纹
2 n1sini= n2sinr 干涉加强、减弱的条件
2 2 2 1 2
(k=1,2,3,……) 明纹 k 2e n n sin i ＝ 2 ( 2k 1) (k=0,1,2,……) 暗纹
重点：
当光线垂直入射时 i=0
2
(k=1,2,3,……) 明纹 k 2n2e ＝ 2 ( 2k 1) (k=0,1,2,……) 暗纹
2 2 2 1
2d n n sin i 2
2
2 2 2 4. 中 的取与舍 2e n2 n1 sin i 2 2 a．n1 < n2 > n3 2 (n1AD ) 2e n2 n12 sin 2 i =n2(AB +BC) 薄膜的 n 最大或最小时, 有! iD n1 2 2 A C b．n1 > n2 < n3 e r n2 E 2 2 2 =[n2(AB +BC) ] (n1AD) 2e n2 n1 sin i B n3 2 2 c．n1< n2< n3 当 i=0 时？ 薄膜的 n 居中时, 无!(n AD ) 2e n 2 n 2 sin 2 i =[n2(AB +BC) ] 1 2n2e 2 1 2 2 d．n1> n2> n3 2 =n2(AB +BC) (n1AD) 2e n2 n12 sin 2 i 有窍门 计算反射光 的步骤： ① 找出两相干光线的光路，写出到相遇点的光程差 0； ② 若两条光线相遇前均有(或无)半波损失，则 = 0 若其中仅有一条光线有半波损失，则 =0+ 2
5．增透膜和高反射膜 (1) 增透膜 作用：增透、减反！
=2ne = (2k+1) 2
例1： n =1.33 , =570nm， 2ne = (2k+1) 2 取最小厚度 k=0 e = ==107.1nm 4n 薄膜干涉的膜为什么要薄？ ——取最小厚度的原因!
2n2e ＝ 2 ( 2k 1)
n 1< n < n玻 i =0
k
2
(2) 高反射膜 例2：氦氖激光器中的谐振腔反射镜，要求对 =632.8nm的单 色光的反射率在99%以上。为此，在反射镜玻璃表面交替镀上高 折射率材料ZnS(n1=2.35)和低折射率材料MgF2 (n2=1.38)的多层薄 膜制成，共十三层。求每层薄膜的实际厚度(按最小厚度计算)。 解： 对第一层(ZnS)，1<n1> n2 2n1e1 + =k 2 e1min = 取 k =1 4n1 对第二层(MgF2)，n2 <n1 2n2e2 + =k 2 e2min = 4n2 ZnS MgF2
2
2．反射光程差
2 2 2 1
干涉加强、减弱的条件
2 2 2 1 2
2e n n sin i 2
2
iD A C d r B (k=1,2,3,……) 明纹
n1 n2 n1
讨论 : (e,i)
k 2e n n sin i ＝ (k=0,1,2,……) 暗纹 2 ( 2k 1)
r B
2．反射光程差 设入射单色光 ，n1< n2 =n2(AB +BC) (n1AD ) 2 e
iD A C r B
n1 n2 n1
BC e n2 cos r 2 i AD AC sin i (2e tanr ) sin i AB 2 e2 n12 sin

取 k=1
例3 (1)有一层折射率为 n=1.33的薄油膜，当我们观察方向与膜的 法线方向成 i =30角时，可看到油膜反射的光呈波长为= 500nm 的绿色光，问油膜的最小厚度 dmin= ？ (2)如果从法线方向上看，反射光的颜色为何？ 30
入射光是什么颜色？ 2e n n sin i 解：(1) 绿色光反射加强 k 2