大学物理904薄膜干涉.pptx
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1、PL一一 薄膜干涉薄膜干涉DC34E5A1B2第1页/共36页 反反射光的光程差射光的光程差加加 强强减减 弱弱PLDC34E5A1B2第2页/共36页 透透射光的光程差射光的光程差 注意:注意:透射光和反透射光和反射光干涉具有互射光干涉具有互 补补 性性,符合能量守恒定律符合能量守恒定律.根据具体根据具体情况而定情况而定PLDC34E5A1B2第3页/共36页点光源照明时的干涉条纹分析点光源照明时的干涉条纹分析 rL fPo rk环环B en n n n iA CD21Siii 第4页/共36页 1)对于透射光:对于透射光:2)垂直入射时:垂直入射时:3)光程差光程差 是入射角是入射角i i
2、的函数,这意味的函数,这意味着对于同一级条纹具有相同的倾角,故这种着对于同一级条纹具有相同的倾角,故这种干涉称为等倾干涉。干涉称为等倾干涉。讨讨 论:论:第5页/共36页 当光线垂直入射时当光线垂直入射时 当当 时时当当 时时第6页/共36页解解 (1)例例1.一油轮漏出的油一油轮漏出的油(折射率折射率 =1.20)污染了某污染了某海域海域,在海水在海水(=1.30)表面形成一层薄薄的油污表面形成一层薄薄的油污.(1)如果太阳正位于海域上空如果太阳正位于海域上空,一直升飞机的驾一直升飞机的驾驶员从机上向下观察驶员从机上向下观察,他所正对的油层厚度为他所正对的油层厚度为460nm,则他将观察到油
3、层呈什么颜色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如果一潜水员潜入该区域水下,又将看到油又将看到油层呈什么颜色层呈什么颜色?绿色绿色第7页/共36页(2)透射光的光程差透射光的光程差红光红光紫光紫光紫紫红红色色第8页/共36页 利用薄膜干涉使反射光减小,这样的薄膜称利用薄膜干涉使反射光减小,这样的薄膜称 为增透膜。为增透膜。二二 薄膜干涉的应用薄膜干涉的应用1.增透膜和增反膜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利用薄膜干涉可以提高光学器件的透光率.第9页/共36页 例例2:在玻璃表面镀上一层在玻璃表面镀上一层MgF2薄膜,使波长为薄膜,使波长为=5500 的
4、绿光全部通过。求:膜的厚度。的绿光全部通过。求:膜的厚度。解一:使反射绿光干涉相消解一:使反射绿光干涉相消 由反射光干涉相消条件由反射光干涉相消条件取取k=0MgF2玻璃玻璃n2=1.38n1=1.50n0=1 =2 n2 e=(2k+1)/2=996()n0=1 12n1n2()第10页/共36页=2989.1解二解二:使透射绿光干涉相长使透射绿光干涉相长 由透射光干涉加强条件:由透射光干涉加强条件:12n2n1n0=1取取k=1问题:此时反射光呈什么颜色?问题:此时反射光呈什么颜色?2n2e=k1=2n2e=8250取取k=12=2n2e/2=4125取取k=2反射光呈现紫蓝色。反射光呈现
5、紫蓝色。得得 由由第11页/共36页多层高反射膜多层高反射膜HLZnSMgF2HLZnSMgF2 在玻璃上交替镀在玻璃上交替镀上光学厚度均为上光学厚度均为/4/4的的高折射率高折射率ZnSZnS膜和低膜和低折射率的折射率的MgFMgF2 2膜,形膜,形成多层高反射膜。成多层高反射膜。第12页/共36页SM劈尖角劈尖角2 劈劈 尖尖明纹明纹暗纹暗纹第13页/共36页劈尖干涉劈尖干涉(明纹)(明纹)(暗纹)(暗纹)讨论讨论 1)劈尖)劈尖为暗纹为暗纹.第14页/共36页3)条纹间距(明纹或暗纹)条纹间距(明纹或暗纹)2)相邻明纹(暗纹)间的厚度差)相邻明纹(暗纹)间的厚度差劈尖干涉劈尖干涉第15页
6、/共36页 每一条每一条每一条每一条纹对应劈尖纹对应劈尖纹对应劈尖纹对应劈尖内的一个厚内的一个厚内的一个厚内的一个厚度,当此厚度,当此厚度,当此厚度,当此厚度位置改变度位置改变度位置改变度位置改变时,对应的时,对应的时,对应的时,对应的条纹随之移条纹随之移条纹随之移条纹随之移动动动动.4)干涉条纹的移动)干涉条纹的移动第16页/共36页 例例 3 有一玻璃劈尖有一玻璃劈尖 ,放在空气中放在空气中 ,劈尖夹劈尖夹角角 ,用波长用波长 的单色光垂直的单色光垂直入射时入射时,测得干涉条纹的宽度测得干涉条纹的宽度 ,求求 这这玻璃的玻璃的 折射率折射率.解解第17页/共36页2)测膜厚)测膜厚1)干涉
7、膨胀仪)干涉膨胀仪 劈尖干涉的应用劈尖干涉的应用劈尖干涉的应用劈尖干涉的应用第18页/共36页空气空气 3)检验光学元件表面的平整度)检验光学元件表面的平整度4)测细丝的直径)测细丝的直径第19页/共36页 例例4 4 在半导体元件生产中,为了测定硅片上在半导体元件生产中,为了测定硅片上SiOSiO2 2薄薄膜的厚度,将该膜的一端腐蚀成劈尖状,已知膜的厚度,将该膜的一端腐蚀成劈尖状,已知SiOSiO2 2 的的折射率折射率n n=1.46=1.46,用波长,用波长 =5893=5893埃的钠光照射后,观埃的钠光照射后,观察到劈尖上出现察到劈尖上出现9 9条暗纹,且第条暗纹,且第9 9条在劈尖斜
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