光程-薄膜干涉.pptx

#,第十一章 光学,11-3,光程 薄膜干涉,物理学,第五版,光程表示在相同的时间内光在真空中通过的路程,即：光程这个概念可将光在介质中走过的路程，折算,为光在真空中的路程,波程差,（,1,）光程：,介质折射率与光的几何路程之积,2,(,2,),光程差,(,两光程之差,),光程差,*,P,*,相位差,3,干涉,加强,干涉,减弱,不同光线通过透镜要改变传播方向，,会不会引起附加光程差？,A,、,B,、,C,的位相相同，在,F,点会聚，互相加强,A,、,B,、,C,各点到,F,点的光程都相等。,AaF,比,BbF,经过的几何路程长，但,BbF,在透镜中经过的路程比,AaF,长，透镜折射率大于,1,，折算成光程，,AaF,的光程与,BbF,的光程相等。,解,释,使用透镜不会引起各相干光之间的附加光程差。,5,A,B,二 透镜不引起附加的光程差,A,B,焦平面,P,L,三 薄膜干涉,D,C,3,4,E,5,A,1,B,2,利用薄膜上、下两个表面对入射光的反射和折射，可在反射方向,(,或透射方向,),获得相干光束。,P,L,D,C,3,4,E,5,A,1,B,2,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,8,反,射光的光程差,加 强,减 弱,P,L,D,C,3,4,E,5,A,1,B,2,9,透,射光的光程差,注意：,透射光和反射光干涉具有互补 性，符合能量守恒定律,.,根据具体情况而定,P,L,D,C,3,4,E,5,A,1,B,2,10,当光线垂直入射时,当 时,当 时,11,例,1,一油轮漏出的油,(,折射率,n,1,=1.20,),污染了某海域,在海水,(,n,2,=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正下方观察，他所正对的油层厚度为,460 nm,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，并向正上方观察，又将看到油层呈什么颜色？,12,解,(,1,),绿色,已知,n,1,=1.20,n,2,=1.30,d,=460 nm,13,(,2,),透射光的光程差,红光,紫光,紫红色,14,增透膜和增反膜,利用薄膜干涉可以提高光学器件,的透光率,.,增透膜,-,利用薄膜上、下表面反射光的光程差符合相消干涉条件来减少反射，从而使透射增强。,增反膜,-,利用薄膜上、下表面反射光的光程差满足相长干涉，因此反射光因干涉而加强。,15,2,3,玻璃,取,（,增强,）,氟化镁为增透膜,例,2,为了增加透射率，求氟化镁膜的最小厚度已知 空气,n,1,=1.00,，氟化镁,n,2,=1.38,，,=550 nm,减弱,解,则,END,问,：若反射光相消干涉的条件中,取,k,=1,，膜的厚度为多少？此增,透膜在可见光范围内有没有增反？,例,3,已知用波长 ，照相机镜头,n,3,=1.5,，其,上涂一层,n,2,=1.38,的氟化镁增透膜，光线垂直入射。,解,：因为 ，所以反射光,经历两次半波损失。反射光相干相,消的条件是：,代入,k,和,n,2,求得：,此膜对反射光相干相长的条件：,可见光波长范围,400760nm,波长,412.5nm,的可见光有增反。,问：,若反射光相消干涉的条件中,取,k,=1,，膜的厚度为多少？此增,透膜在可见光范围内有没有增反？,问,：原来的零级条纹移至何处？若移至原来的第,k,级明条纹处，其厚度,h,为多少？,例,4,已知,：,S,2,缝上覆盖,的介质厚度为,h,，折射率为,n,，设入射光的波长为,.,解,：从,S,1,和,S,2,发出的相干光所对应的光程差,当光程差为零时，对应,零条纹的位置应满足：,所以零级明条纹下移,原来,k,级明条纹位置满足：,设有介质时零级明条纹移到原来第,k,级处，它必须同时满足：,