分振幅法产生的光的干涉

P
1
2
D
3
A
C
B
4
5
三 明暗纹公式 1 半波损失
无半波损失
(2次-M1, M2面)
(0次)
有半波损失
(1次 -- M2面)
(1次 -- M1面)
P
1
2
D
3
A
C
B
4
5
2 明暗纹公式
P
1
2
D
3
A
C
B
4
5
➢反射光的光程 差
加强
减弱
P
1
2
D
3
A
C
B
4
5
➢反射光的光程 差 ➢折射光的光程 差
加强
减弱
注意：透射光和反射光干涉 具有互补性，符合能量守恒 定律。
玻璃的折射率，n1=1.5，油膜的折射率n2=1.2， 问：当油膜中心最高点与玻璃片上表面相距h=8.0×102nm 时，(1)干涉条纹如何分布？(2)中心点的明暗程度如何?可见明 纹的条数及各明纹处膜厚 ? (3)若油膜展开条纹如何变化?
L S
无半波损失
G
例2 如图所示为测量油膜折射率的实验装置 , 在平面玻璃片G
(b) 等倾干涉图样
等倾干涉
透 镜
半 反
S1 S2
射 镜
扩展光源
薄膜
(c) 单色扩展光源照明
➢反射光的光程差
加强
等倾干涉图样
减弱
等倾干涉条纹为一组中心疏、边缘密的不等 间距的同心圆环。其干涉级次为内高外低，且中 心级次最高。
增透膜 为减少反射光，增加透光量，通常要镀增透膜。
各种相机镜头
增反膜 为减少透光量，增加反射光，通常要镀增反膜。
例1 已知空气的折射率为n1=1.0，氟化镁为折射率为n2=1.38， 入射光波长为λ=720nm。为了增加透射率，镀氟化镁膜，求膜
最小厚度。若厚度增加一倍呢？
23
解：
➢反射光无半波损 失
反射
减弱
取k=0
玻璃
反射加强
增反膜
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下观察，他所正对的油层 厚度为460nm，则他将观察到油层呈什么颜色？(2)如果一潜水 员潜入该区域水下，又将看到油层呈什么颜色?
P
1
2
D
3
A
C
B
4
5
3 注意： ➢反射光的光程 差 ➢折射光的光程 差
(1) 分清是折射光干涉还是反射光干涉
(2) 光路在传播过程中有无半波损失
(3) 干涉条件中k的取值，保证
四 应用
➢1 分类
➢反射光的光程差
等倾干涉：入射角i相同的入射光 线，干涉的情况相同，这样的干 涉叫做等倾干涉。如增透膜、增 反膜。
等厚干涉：入射光线在厚度相同 的地方干涉情况相同。如劈尖干 涉、牛顿环。
P
1
2
3
A
C
B
4
5
➢干涉公 式
➢反射光的光程差
当光线垂直入射时 有半波损失，如
无半波损失，如
2 等倾干涉
膜厚e一定时，光程差只是入射倾角i的函数，此时条纹级 次k与入射倾角i成一一对应关系。
观察屏
观察屏
透镜
半反 射镜 S
薄膜 (a) 单色点光源照明
显微镜 T L
S
M半透 半反镜
干涉图样
光程差
明纹 暗纹
R
r
e
明环半径 暗环半径
讨论
明环半径
暗环半径
1）从反射光中观测，中心点是暗点还是亮点？ 从透射光中观测，中心点是暗点还是亮点？
2）属于等厚干涉，条纹间距不等，为什么？ 3）将牛顿环置于n>1的液体中，条纹如何变化？
4）应用：检测透镜的曲率半径， 测量光波波长……
解：
(1) 条纹为同心圆 内疏外密
无
半
L
波
(2)
明纹
S
损 失
油膜边缘 k=0, e0=0 明纹
G
例2 如图所示为测量油膜折射率的实验装置 , 在平面玻璃片G
上放一油滴，并展开成圆形油膜，在波长600nm的单色光垂直
入射下，从反射光中可观察到油膜所形成的干涉条纹。已知
玻璃的折射率，n1=1.5，油膜的折射率n2=1.2， 问：当油膜中心最高点与玻璃片上表面相距h=8.0×102nm
条纹增多 间距减小

测量透镜的曲率半径 暗环半径
测量波长
检查平面玻璃是否平坦或凹透镜的曲率是否付合要求。 被检体
例1 用氦氖激光器发出的波长为633.0nm的单色光做牛顿环实 验，测得第个 k 暗环的半径为5.63mm , 第 k+5 暗环的半径为 7.96mm，求平凸透镜的曲率半径R。
解：
例1 如图所示为测量油膜折射率的实验装置 , 在平面玻璃片G 上放一油滴，并展开成圆形油膜，在波长600nm的单色光垂直 入射下，从反射光中可观察到油膜所形成的干涉条纹。已知
上放一油滴，并展开成圆形油膜，在波长600nm的单色光垂直
入射下，从反射光中可观察到油膜所形成的干涉条纹。已知
玻璃的折射率，n1=1.5，油膜的折射率n2=1.2， 问：当油膜中心最高点与玻璃片上表面相距h=8.0×102nm
时，(1)干涉条纹如何分布？(2)中心点的明暗程度如何?可见明
纹的条数及各明纹处膜厚 ? (3)若油膜展开条纹如何变化?
明纹 暗纹
劈尖干涉
2020年4月23日星期四
(5) 条纹间距
很小
条纹间距 明条纹数
暗条纹数
+1
劈尖干涉
劈尖干涉的应用 (1) 测膜厚
(2) 测细丝的直径 空气
(2) 干涉膨胀仪
(4)检验光学元件表面的平整度
（2） 牛顿环
由一块平板玻璃和一半径很大的平凸透镜组成。
光程差
牛顿环实验装置和干涉图样
时，(1)干涉条纹如何分布？(2)中心点的明暗程度如何?可见明
纹的条数及各明纹处膜厚 ? (3)若油膜展开条纹如何变化?
(2) 油膜边缘 k=0, e0=0 明纹
无
半
L
波
S
损 失
由于h=8.0×102nm，
可观察到四条明纹。
G
例2 如图所示为测量油膜折射率的实验装置 , 在平面玻璃片G 上放一油滴，并展开成圆形油膜，在波长600nm的单色光垂直 入射下，从反射光中可观察到油膜所形成的干涉条纹。已知
分振幅法产生的光的干 涉
2020年4月23日星期四
一 现象
勇于开始，才能找到成 功的路
绚丽的肥皂泡
奇特的放大镜
鸽子脖颈羽毛
水面的汽油膜
茶水表面的浓缩油滴
烧焦的不锈钢炊具表面
云中的小水滴
蝶翼
蚌壳表面
猫眼石
二 形成原因
薄膜干涉：光波经过薄 膜上下两表面反射后相 互叠加而形成的干涉现 象，称为薄膜干涉。
解： (1) 反射光光程差
绿色
紫红色
(2) 透射光的光程差
红光 紫光
3 等厚干 涉
（1）劈尖干 涉
劈尖内介质折射率n
S
M
劈尖角
实验装置
狭缝很窄，入射光近似可看 作垂直入射：
设每一干涉条纹对应的薄膜厚度分别为：
明纹 暗纹
12
讨论：
(1) 劈尖顶端 暗纹
(2)第k级劈尖的厚度 明纹
暗纹 (3)相邻明纹(暗纹)间的厚度差