薄膜干涉医疗专家讲座.pptx
《薄膜干涉医疗专家讲座.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《薄膜干涉医疗专家讲座.pptx(40页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、133一、杨氏双缝干涉一、杨氏双缝干涉托马斯托马斯杨(杨(Thomas Young)英国英国物理学家、医生和考古学家,光波物理学家、医生和考古学家,光波动说奠基人之一动说奠基人之一波动光学:波动光学:杨氏双缝干涉试验杨氏双缝干涉试验生理光学:生理光学:三原色原理三原色原理材料力学:材料力学:杨氏弹性模量杨氏弹性模量考古学考古学 :破译古埃及石碑上文字破译古埃及石碑上文字1、杨氏介绍、杨氏介绍薄膜干涉医疗第1页2、杨氏双缝干涉、杨氏双缝干涉试验装置试验装置 1801年,杨氏巧妙地设计了一个把单个波阵面分解为两个年,杨氏巧妙地设计了一个把单个波阵面分解为两个波阵面以锁定两个光源之间相位差方法来研究
2、光干涉现象。杨波阵面以锁定两个光源之间相位差方法来研究光干涉现象。杨氏用氏用叠加原理叠加原理解释了干涉现象,在历史上第一次测定了解释了干涉现象,在历史上第一次测定了光波长光波长,为光为光波动学说波动学说确实立奠定了基础。确实立奠定了基础。薄膜干涉医疗第2页3、双缝干涉光程差、双缝干涉光程差两光波在两光波在P点光程差为点光程差为 =r2-r1 r12=D2+(x-a)2 r22=D2+(x+a)2所以所以 r22-r12=4ax即即 (r2-r1)(r2+r1)=4ax采取近似采取近似 r2+r12D光程差为光程差为 =r2-r1=2ax/Dr2r1OPx2aS2S1D4、干涉条纹位置、干涉条纹
3、位置(1)明条纹:)明条纹:=2ax/D=kk 中心位置:中心位置:x=(D/2a)2k(/2)k=0,1,2,(2)暗条纹:)暗条纹:=2ax/D=(2k+1)/2 中心位置:中心位置:x=(D/2a)(2k+1)(/2)k=0,1,2,(3)条纹间距:)条纹间距:相邻明纹中心或相邻相邻明纹中心或相邻暗纹中心距离称为条纹间暗纹中心距离称为条纹间距距 x=D/2a5、干涉条纹特点、干涉条纹特点双缝干涉条纹是与双缝平行双缝干涉条纹是与双缝平行一组明暗相间彼此一组明暗相间彼此等间距直等间距直条纹条纹,上下对称。,上下对称。薄膜干涉医疗第3页光源光源S位置改变:位置改变:S下移时,零级明纹上移,干涉
4、条纹整体向上平移;下移时,零级明纹上移,干涉条纹整体向上平移;S上移时,干涉条纹整体向下平移,条纹间距不变。上移时,干涉条纹整体向下平移,条纹间距不变。双缝间距双缝间距2a改变:改变:当当2a增大时,增大时,x减小,零级明纹中心位置不变,条纹变密。减小,零级明纹中心位置不变,条纹变密。当当2a减小时,减小时,x增大,条纹变稀疏。增大,条纹变稀疏。双缝与屏幕间距双缝与屏幕间距D 改变:改变:当当D 减小时,减小时,x减小,零级明纹中心位置不变,条纹变密。减小,零级明纹中心位置不变,条纹变密。当当D 增大时,增大时,x增大,条纹变稀疏。增大,条纹变稀疏。x=D/2a6、讨论、讨论 x=D/2a*(
5、1)波长及装置结构改变时干涉条纹移动和改变)波长及装置结构改变时干涉条纹移动和改变薄膜干涉医疗第4页对于不一样光波,若满足对于不一样光波,若满足k11=k22出现干涉条纹重合。出现干涉条纹重合。入射光波长改变:入射光波长改变:当当增大时,增大时,x增大,条纹变疏;增大,条纹变疏;当当减小时,减小时,x减小,条纹变密。减小,条纹变密。若用复色光源,则干涉条纹若用复色光源,则干涉条纹是彩色。是彩色。薄膜干涉医疗第5页(2)介质对干涉条纹影响介质对干涉条纹影响在在S1后加透明介质薄膜后加透明介质薄膜(厚度为厚度为h),干涉条纹怎样改变?,干涉条纹怎样改变?零级明纹上移至点零级明纹上移至点P,屏上全部
6、干涉条纹同屏上全部干涉条纹同时向上平移时向上平移。条纹移动距离条纹移动距离 OP=(n-1)Dh/(2a)移过条纹数目移过条纹数目 k=OP/x=(n-1)h/若若S2后加透明介质薄膜,干涉条纹下移后加透明介质薄膜,干涉条纹下移。r2r1OPxdS2S1*若把整个试验装置置于折射率为若把整个试验装置置于折射率为n介质中,介质中,明条纹:明条纹:=n(r2-r1)=k k=0,1,2,暗条纹:暗条纹:=n(r2-r1)=(2k+1)/2 k=0,1,2,3,或或 明条纹:明条纹:r2-r1=2ax/D=k/n=k k=0,1,2,暗条纹暗条纹:r2-r1=2ax/D=(2k+1)/2n =(2k
7、+1)k=0,1,2,3,为入射光在介质中波长为入射光在介质中波长条纹间距为条纹间距为 x=D/(2an)=D/2a干涉条纹变密。干涉条纹变密。薄膜干涉医疗第6页*7、光强分布、光强分布合光强为合光强为 I=I1+I2+2sqrt(I1I2)cos 当当I1=I2=I0时时 I=2I0(1+cos)=4 I0cos2(/2)=4 I0cos2(/)当当 =k=k时,时,I=II=Imaxmax=4=4 I0当当 =(2k-1)/2=(2k-1)/2时,时,I=II=Iminmin=0=0薄膜干涉医疗第7页8、杨氏双缝干涉应用、杨氏双缝干涉应用(1)测量波长:)测量波长:(2)测量薄膜厚度和折射
8、率:)测量薄膜厚度和折射率:(3)长度测量微小改变量。)长度测量微小改变量。例例8-1、求光波波长、求光波波长在杨氏双缝干涉试验中,已知双缝间距为在杨氏双缝干涉试验中,已知双缝间距为0.20mm0.20mm,屏和缝相距,屏和缝相距0.50m0.50m,测得条纹宽度为,测得条纹宽度为1.50mm1.50mm,求入射光波长。,求入射光波长。解:由杨氏双缝干涉条纹间距公式解:由杨氏双缝干涉条纹间距公式 x=D/2a能够得到光波波长为能够得到光波波长为 =x2a/D代入数据,得代入数据,得=1.5010-30.2010-3/0.50 =6.0010-7m =600nm薄膜干涉医疗第8页当双缝干涉装置一
9、条狭缝后面盖上折射率为当双缝干涉装置一条狭缝后面盖上折射率为n n=1.58=1.58云云母片时,观察到屏幕上干涉条纹移动了母片时,观察到屏幕上干涉条纹移动了9 9个条纹间距,已知个条纹间距,已知波长波长=5500A=5500A0 0,求云母片厚度。,求云母片厚度。例例8-2、依据条纹移动求缝后所放介质片厚度、依据条纹移动求缝后所放介质片厚度解:没有盖云母片时,零级明条纹在解:没有盖云母片时,零级明条纹在O O点;当点;当S S1 1缝后盖上云母片缝后盖上云母片后,光线后,光线1 1光程增大。因为零级明条纹所对应光程差为零,光程增大。因为零级明条纹所对应光程差为零,所以这时零级明条纹只有上移才
10、能使光程差为零。依题意,所以这时零级明条纹只有上移才能使光程差为零。依题意,S S1 1缝盖上云母片后,零级明条纹由缝盖上云母片后,零级明条纹由O O点移动原来第九级明条纹位点移动原来第九级明条纹位置置P P点,当点,当xD时,时,S S1 1发出光能够近似看作垂直经过云母片,发出光能够近似看作垂直经过云母片,光程增加为光程增加为(r1-h+nh)-r1=(n-1)h,从而在,从而在O O点有点有 (n-1)h=k,k=9所以所以 h=k/(/(n-1)=9550010-1)=9550010-10-10/(1.58-1)/(1.58-1)=8.5310 =8.5310-6-6m mr2r1OP
11、xdS2S1薄膜干涉医疗第9页情况情况1:n1n2n2n3 无无无无没有没有情况情况3:n1n3 有有无无有有情况情况4:n1n2n3 无无 有有有有产生半波损失条件:光产生半波损失条件:光从光疏介质射向光密介质,从光疏介质射向光密介质,即即n1n2;半波损失只发生在反射半波损失只发生在反射光中;光中;对于三种不一样媒质,对于三种不一样媒质,两反射光之间有没有半波两反射光之间有没有半波损失情况以下:损失情况以下:n1n2n2n3 无无n1n3 有有n1n2n3 有有薄膜干涉医疗第10页一、等倾干涉一、等倾干涉薄膜干涉属于分振幅法薄膜干涉属于分振幅法1、基本特点:、基本特点:试验装置试验装置在空
12、气(或真空)中放入上在空气(或真空)中放入上下表面平行,厚度为下表面平行,厚度为 e 均匀均匀介质介质 n光光a与光与光 b光程差为:光程差为:光光a有半波损失。有半波损失。nCABeDbari13-413-42、基本特点:、基本特点:薄膜干涉医疗第11页由折射定律和几何关系可得出:由折射定律和几何关系可得出:代入代入得出:得出:结论:结论:相同入相同入射角对应同一级射角对应同一级条纹。所以,称条纹。所以,称它为它为薄膜等倾干薄膜等倾干涉。涉。光光a与光与光b相遇在相遇在无穷远,或者在无穷远,或者在透镜焦平面上观透镜焦平面上观察它们相干结果,察它们相干结果,所以称它为所以称它为定域定域干涉。干
13、涉。nCABeDbari薄膜干涉医疗第12页应用:应用:测定薄膜厚度;测定薄膜厚度;测定光波长;测定光波长;薄膜干涉医疗第13页例例83如图所表示,在折射率为如图所表示,在折射率为1.50平板玻璃表面有一层厚度为平板玻璃表面有一层厚度为300nm,折,折射率为射率为1.22均匀透明油膜,用白光垂直均匀透明油膜,用白光垂直射向油膜,问:射向油膜,问:1)哪些波长可见光在反射光中产生相哪些波长可见光在反射光中产生相长干涉长干涉?2)若要使反射光中若要使反射光中=550nm光产生相消光产生相消干涉,油膜最小厚度为多少干涉,油膜最小厚度为多少?解:解:(1)因反射光之间没有半波损失,因反射光之间没有半
14、波损失,由垂直入射由垂直入射i=0,得反射光相长干涉条,得反射光相长干涉条件为件为k=1时时 红光红光 k=2时时 故反射中红光产故反射中红光产生相长干涉。生相长干涉。紫外紫外 薄膜干涉医疗第14页(2)由反射相消干涉条件为:由反射相消干涉条件为:显然显然k=0所产生对应厚度最小,即所产生对应厚度最小,即 薄膜干涉医疗第15页干涉条纹定域干涉条纹定域在膜附近。条在膜附近。条纹形状由膜等纹形状由膜等厚点轨迹所决厚点轨迹所决定。定。二、等厚干涉二、等厚干涉1.劈尖干涉试验装置劈尖干涉试验装置明纹中心明纹中心暗纹中心暗纹中心2.干涉条件干涉条件薄膜干涉医疗第16页空气劈尖相邻明条纹对应厚度差:空气劈
15、尖相邻明条纹对应厚度差:4.若劈尖间夹有折射率为若劈尖间夹有折射率为 n 介质,介质,则:则:劈尖相邻级次条纹对应薄膜厚度差为膜内光波长二分之一。劈尖相邻级次条纹对应薄膜厚度差为膜内光波长二分之一。3.特点特点劈尖干涉是等厚干涉劈尖干涉是等厚干涉劈尖等厚干涉条纹是一系列等间距、明暗相劈尖等厚干涉条纹是一系列等间距、明暗相间平行于棱边直条纹间平行于棱边直条纹。薄膜厚度测量薄膜厚度测量应用应用薄膜厚度测定薄膜厚度测定测定光学元件表面平整度测定光学元件表面平整度薄膜干涉医疗第17页劈尖表面附近形成是一系列与棱边平行、劈尖表面附近形成是一系列与棱边平行、明暗相间等距直条纹。明暗相间等距直条纹。楔角愈小
16、,干涉条纹分布就愈稀疏。楔角愈小,干涉条纹分布就愈稀疏。当用白光照射时,将看到由劈尖边缘逐步当用白光照射时,将看到由劈尖边缘逐步分开彩色直条纹。分开彩色直条纹。劈尖相邻级次条纹对应薄膜厚度差为膜内光波长二分之一。劈尖相邻级次条纹对应薄膜厚度差为膜内光波长二分之一。明纹中心明纹中心暗纹中心暗纹中心结论结论薄膜干涉医疗第18页例例、用用等等厚厚干干涉涉法法测测细细丝丝直直径径d。取取两两块块表表面面平平整整玻玻璃璃板板,左左边边棱棱迭迭合合在在一一起起,将将待待测测细细丝丝塞塞到到右右棱棱边边间间隙隙处处,形形成成一一空空气气劈劈尖尖。用用波波长长 单单色色光光垂垂直直照照射射,得得等等厚厚干干涉
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 薄膜 干涉 医疗 专家 讲座
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【精***】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【精***】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。