1、AB一、透鏡不引起附加的光程差AB焦平面費馬原理導出的重要結論：物點和像點之間各光線的光程都相等。即物像之間等光程。 14-3-薄膜干涉AB一、透鏡不引起附加的光程差AB焦平面費馬原理導出的重要結PL一 薄膜干涉的光程差DC34E5A1B2PL一 薄膜干涉的光程差DC34E5A1B2 反射光的光程差加 強減 弱PLDC34E5A1B2 反射光的光程差加 強減 弱PLDC34E5A1B2 透射光的光程差 注意：透射光和反射光干涉具有互 補 性 ，符合能量守恒定律.根據具體情況而定PLDC34E5A1B2光程差決定于入射角，焦平面上同一干涉條紋上各亮點（暗點）對應相同的入射角。等傾干涉條紋 透射光

2、的光程差 注意：透射光和反射光干涉具 當光線垂直入射時 且當 時當 時注意 當光垂直入射到薄膜時，干涉加強或減弱由薄膜厚度決定。干涉加強時可觀察到一片亮，減弱時可觀察到一片暗。無干涉條紋！ 當光線垂直入射時 且當 時當 例1 在金屬鋁的表面，經常利用陽極氧化等方法形成一層透明的氧化鋁 ( Al2 O3 ) 薄膜，其折射率n = 1.80.設一磨光的鋁片表面形成了厚度d 250nm的透明氧化鋁薄層，問在日光下觀察，其表面呈現什么顏色？（設白光垂直照射到鋁片上，鋁的折射率小于氧化鋁的折射率）解：12dn鋁表面呈橙紅色 例1 在金屬鋁的表面，經常利用陽極氧化等方法例 一油輪漏出的油( )污染了某海域

3、, 在海水 ( )表面形成一層薄薄的油污.（1）如果太陽正位于海域上空,一直升飛機的駕駛員從機上向下觀察,他所正對的油層厚度為460nm，則他將觀察到油層呈什么顏色? （2）如果一潛水員潛入該區域水下,又將看到油層呈什么顏色?解：（1） 飛機駕駛員觀察到的是反射光的干涉現象干涉加強：舍去綠色舍去 飛機駕駛員觀察到油層呈綠色。例 一油輪漏出的油( )污染例 一油輪漏出的油( )污染了某海域, 在海水 ( )表面形成一層薄薄的油污.（1）如果太陽正位于海域上空,一直升飛機的駕駛員從機上向下觀察,他所正對的油層厚度為460nm，則他將觀察到油層呈什么顏色? （2）如果一潛入該區域水下,又將看到油層呈

4、什么顏色?解：（2） 潛水員觀察到的是透射光的干涉現象干涉加強：舍去紅色 潛水員觀察到油層呈紫紅色。有半波損失無半波損失紫色舍去例 一油輪漏出的油( )污染玻璃氟化鎂為增透膜 增透膜和增反膜利用薄膜干涉還可以提高或降低光學器件的透光率. 例 2 為了增加透射率 , 求氟化鎂膜的最小厚度.已知空氣 , 氟化鎂 , 23解 減弱取則（增強）有半波損失玻璃氟化鎂為增透膜 增透膜和增反膜利用薄膜干涉劈尖角二 劈 尖明紋暗紋SM 很小，入射光垂直入射.空氣劈尖劈尖角二 劈 尖明紋暗紋SM 很小，入射光垂直入射（明紋）（暗紋）劈尖干涉討論 1）棱邊為暗紋.（明紋）（暗紋）劈尖干涉討論 1）棱邊為暗紋.3）

5、條紋間距（明紋或暗紋）2）相鄰明紋（暗紋）間的厚度差劈尖干涉3）條紋間距（明紋或暗紋）2）相鄰明紋（暗紋）間的厚度差劈尖 每一條紋對應劈尖內的一個厚度， (等厚干涉條紋）當此厚度位置改變時，對應的條紋隨之移動. 4 ）干涉條紋的移動 每一條 4 ）干涉條紋的移動 例 有一玻璃劈尖 , 放在空氣中 , 劈尖夾角 , 用波長 的單色光垂直入射時 , 測得干涉條紋的寬度 , 求 這玻璃的 折射率.解 例 有一玻璃劈尖 , 放 例 波長為680nm的平行光垂直地照射到12cm長的兩塊玻璃片上，兩玻璃片一邊相互接觸，另一邊被厚0.048mm的紙片隔開，試問在這l2cm內呈現多少條明條紋? 解：b2lta

6、nq=b2ltanq=d/L2l=d2l=L=68012020.048=0.85 (mm) Ldq棱處為暗條紋141條明條紋Lk=1411200.85b 例 波長為680nm的平行光垂直地照射到12cm長2）測膜厚1）干涉膨脹儀 劈尖干涉的應用Si2）測膜厚1）干涉膨脹儀 劈尖干涉的應用Si空氣 3）檢驗光學元件表面的平整度4）測細絲的直徑空氣 3）檢驗光學元件 例：用波長為 的單色光垂直照射到空氣劈尖上，從反射光中觀察干涉條紋，距頂點為 L 處是暗紋，使劈尖角 連續變大，直到該處再次出現暗條紋為止，求劈尖角的改變量 。 例：用波長為 的單色光垂直照射到空氣三 牛頓環由一塊平板玻璃和一平凸透鏡

7、組成光程差三 牛頓環由一塊平板玻璃和一平凸透鏡組成光程差 牛頓環實驗裝置牛頓環干涉圖樣顯微鏡SL M半透半反鏡T 牛頓環實驗裝置牛頓環干涉圖樣顯微鏡SL M半透明暗相間同心圓環內疏外密由內到外級次遞增特點明暗相間特點R光程差明紋暗紋rd暗環半徑明環半徑R光程差明紋暗紋rd暗環半徑明環半徑 1）從反射光中觀測，中心點是暗點還是亮點？從透射光中觀測，中心點是暗點還是亮點？2）屬于等厚干涉，條紋間距不等，為什么？3）將牛頓環置于 的液體中，條紋如何變？暗環半徑明環半徑討論同一級次，圓環半徑減小，圓環收縮4）平移平凸透鏡時，條紋如何變化膜厚增加時向外涌出膜厚減少時向內湮沒2）屬于等厚干涉，條紋間距不等

8、，為什么？3）將牛頓環置于 高中物理奧林匹克競賽薄膜干涉(共30張)課件 測量透鏡的曲率半徑應用:用來測量光波波長，用于檢測透鏡質量，曲率半徑等.工 件標 準 件 測量透鏡的曲率半徑應用:用來測量光波波長，用于檢測透鏡質 例3 用氦氖激光器發出的波長為633nm的單色光做牛頓環實驗，測得第 k 個暗環的半徑為5.63mm , 第 k+5 暗環的半徑為7.96mm，求平凸透鏡的曲率半徑R.解 例3 用氦氖激光器發出的波長為633n總結1）干涉條紋為光程差相同的點的軌跡，即厚度相等的點的軌跡b總結1）干涉條紋為光程差相同的點的軌跡，即厚度相等的點2）厚度線性增長條紋等間距，厚度非線性增長條紋不等間距3）條紋的動態變化分析（ 變化時） 2）厚度線性增長條紋等間距，厚度非線性增長條紋不等間距34 ）半波損失需具體問題具體分析4 ）半波損失需具體問題具體分析例題：使用單色光來觀察牛頓環，測得某一明環的直徑為3.00mm，在它外面第五個明環的直徑為4.60mm，所用平凸透鏡的曲率半徑為1.03m，求此單色光的波長。 解：第k級明環半徑22=rk2k-1Rl=rk+52(k