物理学19干涉市公开课金奖市赛课一等奖课件.pptx

,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,*,第二十章,光的干涉,第四篇 波动光学,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,*,20.2,薄膜干涉,第二种取得相干光办法,-,分振幅法,I,1,、,I,2,两条反射光线来自同一入射光线，满足相干条件。两条光线光程差与厚度,e,和入射角,相关。,分振幅法,等厚干涉,-,e,改变,等倾干涉,-,改变,薄膜干涉,-,媒质厚度,e,很小情况。,第1页,第1页,第2页,第2页,20.2.1,劈尖干涉,1,、劈尖构成,棱边,两条反射线,b,1,、,b,2,对于空气劈尖：,b,1,无半波损失,b,2,有半波损失,式中,n,为空气折射率,光程差,劈尖角,第3页,第3页,暗条纹中心,明条纹中心,为一系列平行于棱边等间距平行条纹；每条明纹或暗纹与一定薄膜厚度,e,相相应，因而称为,等厚条纹,。,棱边处为暗条纹：,干涉图样：,2,、劈尖干涉条纹,第4页,第4页,暗条纹间距：,第5页,第5页,第6页,第6页,艾萨克,牛顿,(,英,),1642.12.24-1727.03.20,20.2.2,牛顿环干涉,牛顿环干涉图样,第7页,第7页,牛顿环构成及干涉图样,平板玻璃、平凸透镜,R,平凸透镜曲率半径,r,透镜半径,e,两块透镜间空气层厚度,单色平行光垂直入射，形成两条反射光，满足相干条件。,第8页,第8页,暗环纹,明环纹,明暗相间同心圆环，里疏外密。,干涉图样,:,形成中心暗斑,明环条纹半径：,第9页,第9页,暗环纹之间距离：,牛顿环条纹特点：,1,、同心圆环，,k,大、,r,大,2,、内疏外密，,k,大、,r,小,3,、反射光干涉条纹，中心为暗斑,透射光干涉条纹，中心为亮斑,暗环条纹半径：,第10页,第10页,20.2.3,薄膜光学,-,增透膜、增反膜,薄膜光学是,20,世纪,60,年代兴起一门应用光学技术。,生活中例子：,水面上油膜、肥皂泡在阳光下呈现美丽,彩色,。,上述现象是由于薄膜干涉形成。,启 示：,不同薄膜厚度，可将特定波长反射光加强或减弱!,当代技术应用,-,真空镀膜技术,玻璃,镀膜,空气,称为低膜,称为高膜,第11页,第11页,真空镀膜技术,适当选取,能够使得某种波长光,b,1,、,b,2,互相加强,c,1,、,c,2,互相削弱,增反膜,b,1,、,b,2,互相削弱,c,1,、,c,2,互相加强,增透膜,光能量：,入射,=,反射,+,透射,+,吸取,一些场合希望透射光加强，,比如：各种摄像镜头；,一些场合希望反射光加强，,比如：高档轿车车窗。,第12页,第12页,1、增透膜,b,1,、,b,2,都有半波损失,反射光光程差：,反射光最弱,理论上能够证实，当 时,c,1,无半波损失，,c,2,有半波损失，透射光满足加强条件：,选取材料：,第13页,第13页,第14页,第14页,2、增反膜,试验表明：越大、反射越强,实际采用,ZnS,b,1,有半波损失，,b,2,无半波损失,反射光加强,透射光削弱,第15页,第15页,第16页,第16页,20.2.4,等倾干涉,平行光垂直入射，,入射角不变,；,两条反射光线光程差随,薄膜厚度改变,；,每一条干涉条纹与一定薄膜厚度相相应。,薄膜厚度均匀,，,e,为常量；,两条反射光线光程差随光线,入射角改变,；,每一条干涉条纹与一定光线入射角相相应。,等厚干涉,等倾干涉,第17页,第17页,第18页,第18页,明条纹,暗条纹,式中 都是常量，只有入射角,i,是变量,倾角相同入射光线，反射光线光程差相等；,或者说，对于同一级干涉条纹，各点相应同一倾角；,因此，称为,等倾条纹,。,由于：,第19页,第19页,第20页,第20页,第21页,第21页,20.3,干涉仪及其应用,利用光干涉原理制成仪器有很各种，其中迈克尔逊干涉仪最含有代表性，其它干涉仪能够当作是迈克尔逊干涉仪变种。,20.3.1,迈克尔逊干涉仪,在互相垂直两臂上安装两块精密磨光平面镜,M,1,、,M,2,M,1,位置固定、方向可调,M,2,方向固定、位置固定在精密丝杠上,(,精度,100 nm,),，位置可调,第22页,第22页,光源放在,S,点，在,E,点能够产生干涉条纹；,使用材料与,G,1,完全相同；其作用是使两束光都三次通过玻璃板，从而消除玻璃板对各种波长光程差影响。,G,2,补偿镜,G,1,半反射镜,50%,反射，,50%,透射,因而干涉图样相称于 之间空气膜产生。,由于,G,1,反射，,M,1,反射光线如同 反射同样；,第23页,第23页,第24页,第24页,不平行时，为等厚,(,劈尖,),条纹；,平行时，为等倾条纹；,M,2,前后移动 距离，改变 ，干涉条纹移动一条；,M,2,移动距离,d,条纹移动,N,条,用于精密测量，已知两者求其三,两光路光程差,第25页,第25页,第26页,第26页,例题,-1,一透明介质，,n,=,1.4,，放在迈克耳逊干涉仪一臂上，加入介质前后条纹移动,7,条。,已知：,求：透明介质厚度,解：加入介质前,加入介质后,光程差改变,第27页,第27页,