大学物理第三次修订本第13章波动光学基础13.5薄膜干涉一、等厚干涉1.薄膜干涉两光线到C点的光程差而根据折射定律大学物理第三次修订本第13章波动光学基础光程差为考虑半波损失，光程差为若两束光都是由光疏媒质向光密媒质反射的，或都是由光密媒质向光疏媒质反射的，则不考虑半波损失；否则，应考虑半波损失。大学物理第三次修订本第13章波动光学基础相长干涉与相消干涉—相长干涉—相消干涉光程差为大学物理第三次修订本第13章波动光学基础2.劈尖干涉两片叠放在一起的平板玻璃，其一端的楞边相接触，另一端被隔开，在上
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面和下表面之间形成一空气薄膜，称为空气劈尖。当单色光垂直入射到劈尖上时，由空气劈尖上、下表面反射的光相干叠加，形成干涉条纹。大学物理第三次修订本第13章波动光学基础干涉条纹的形成大学物理第三次修订本第13章波动光学基础利用薄膜干涉中，光垂直入射干涉相长和干涉相消条件，得—明纹条件—暗纹条件同一明纹或暗纹都对应相同厚度的空气层，故为等厚条纹。大学物理第三次修订本第13章波动光学基础利用式子得厚度差为光在劈尖介质中波长的1/2。两相邻明纹（或暗纹）对应空气层厚度差大学物理第三次修订本第13章波动光学基础(1)同一厚度d对应同一级条纹——等厚条纹。(5)测表面不平整度。(3)空气劈尖顶点处是一暗纹。(4)可测量小角度θ、微小直径D等。(2)两相邻明纹（或暗纹）满足，θ愈小，条纹愈疏，θ愈大，条纹愈密。大学物理第三次修订本第13章波动光学基础例1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589.3nm，测量结果是：金属丝与劈尖顶点距离L=28.880mm，第1条明条纹到第31条明条纹的距离为4.295mm。求金属丝直径D。大学物理第三次修订本第13章波动光学基础解条纹间距得金属丝直径大学物理第三次修订本第13章波动光学基础例2根据薄膜干涉原理制成的测量固体线膨胀系数的干涉仪，证明样品的线膨胀系数为大学物理第三次修订本第13章波动光学基础解温度为t0时，k级暗纹处空气层厚度温度升到t时空气层厚度变化线膨胀系数大学物理第三次修订本第13章波动光学基础例3用劈尖干涉法检测工件缺陷。单色光λ垂直入射，干涉条纹如图，每一条纹弯曲部分的顶点与左边条纹的直线部分的连线相切。工件表面与条纹变弯处对应部分，是凸起还是凹陷？凸起的高度或凹陷的深度为多少？凹陷深度：解凹陷。等厚干涉，同一条纹上各点对应的空气层厚度相等大学物理第三次修订本第13章波动光学基础3.牛顿环用平凸透镜与一平面玻璃相接触构成以触点为圆心的等厚空气劈尖。大学物理第三次修订本第13章波动光学基础当单色光垂直入射到劈尖上时，由空气劈尖上、下表面反射的光相干叠加，形成干涉条纹。以接触点为中心的任一圆周上，空气层厚度相等,故条纹是等厚干涉条纹,称为牛顿环。r、d和R的关系略去二阶小量d2,得：或大学物理第三次修订本第13章波动光学基础明纹条件暗纹条件明纹半径暗纹半径大学物理第三次修订本第13章波动光学基础2.若接触良好，中央为暗纹—半波损失。4.可用来检测透镜的曲率半径误差及其表面平整度。3.利用牛顿环可测透镜的曲率。大学物理第三次修订本第13章波动光学基础例4用等厚干涉测量平凸透镜的曲率半径，若光的波长为589.3nm，用读数显微镜测得牛顿环第k级暗纹的直径Dk=6.220mm，第k+1级暗环直径Dk+5=8.188mm，求透镜的曲率半径为多少？解暗环半径大学物理第三次修订本第13章波动光学基础两式相减平凸透镜的曲率半径大学物理第三次修订本第13章波动光学基础一、等倾干涉反射板透镜屏幕薄膜大学物理第三次修订本第13章波动光学基础一、等倾干涉单色光入射薄膜时，薄膜上下表面反射后,光1和光2的光程差为考虑半波损失大学物理第三次修订本第13章波动光学基础1.同一入射角的光会汇聚于一个圆周上;因此到达圆周上各点的两反射光的光程差（取决于入射角）都相同。4.透射光图样与反射光图样互补。3.使用面光源条纹更清楚明亮。2.等倾干涉条纹为一系列同心圆环;内疏外密;内高外低。5.等倾干涉定域在无穷远。大学物理第三次修订本第13章波动光学基础例5增透膜问:若反射光相消干涉的条件中取k=0，膜的厚度为多少？此增透膜在可见光范围内有没有增反？用波长λ=550nm,照相机镜头n3=1.55,其上涂一层n2=1.38的氟化镁增透膜，光线垂直入射。大学物理第三次修订本第13章波动光学基础解:因为n1<n2<n3,所以反射光经历两次半波损失。反射光相干相消的条件是：取k=0，得氟化镁增透膜的最小厚度为大学物理第三次修订本第13章波动光学基础例6氦氖激光器中的谐振腔反射镜,要求对波长=632.8nm的单色光反射率达99%以上,为此在反射镜的玻璃表面上交替镀上ZnS(n1=2.35)和低折射率的材料MgF2(n2=1.38)共十三层。求:每层膜的实际厚度？（按最小厚度要求）大学物理第三次修订本第13章波动光学基础解:利用薄膜干涉原理，考虑在实际使用中光线垂直入射；有半波损失。MgF的最小厚度：ZnS的最小厚度：此课件下载可自行编辑修改，供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！
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