光程薄膜干涉ppt課件

1、第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué)11-3 11-3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版一一 光程光程光在真空中的速度光在真空中的速度001c光在介質(zhì)中的速度光在介質(zhì)中的速度1uncu1uc真空中的波長真空中的波長介質(zhì)的折射率介質(zhì)的折射率n介質(zhì)中的波長介質(zhì)中的波長第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué)11-3 11-3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版 物理意義：光在介質(zhì)中經(jīng)過的幾何路程折算物理意義：光在介質(zhì)中經(jīng)過的幾何路程折算到真空中的路程到真空中的路程.介質(zhì)折射率與光的幾何路程之積介質(zhì)折射率與光的幾何路程之積 =nr(1)(1)光程光程nrrn 22第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué)

2、11-3 11-3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版(2)(2)光程差光程差 ( (兩光程之差兩光程之差) )12rnr光程差光程差2 相位差相位差*1sP1r*2s2rn第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué)11-3 11-3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版 干涉加強干涉加強,2, 1 ,0,kk,2,1 ,02,kk 干涉減弱干涉減弱, 2 , 1 , 0,2) 12(kk,2, 1 ,0, )12(kk第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué)11-3 11-3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版FABo二二 透鏡不引起附加的光程差透鏡不引起附加的光程差FAB焦

3、平面焦平面第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué)11-3 11-3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版P1n1n2n1M2MdL三三 薄膜干涉薄膜干涉ADCD12sinsinnni12nn iDC34E5A1B2第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué)11-3 11-3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版ADnBCABn1232)(dBCAB cosidsin tan 22iACAD sinP1n1n2n1M2MdLiDC34E5A1B212nn 第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué)11-3 11-3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版2cos22sin1cos222232dnnd

4、2sin222122rinnd 反射光的光程差反射光的光程差rk加加 強強), 2, 1(k2) 12(k減減 弱弱),2, 1 ,0(kP1n1n2n1M2MdLiDC34E5A1B212nn 第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué)11-3 11-3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版P1n1n2n1M2MdLiDC34E5A1B212nn innd22122tsin2 透射光的光程差透射光的光程差根據(jù)詳細(xì)根據(jù)詳細(xì)情況而定情況而定2/sin222122rinnd留意：透射光和反留意：透射光和反射光干涉具有互補射光干涉具有互補 性性 ，符合能量守恒，符合能量守恒定律定律.第十一章第十一章

5、光學(xué)光學(xué)11-3 11-3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版 當(dāng)光線垂直入射時當(dāng)光線垂直入射時0i222rdn2r2dn 1n1n2n1n3n2n12nn 當(dāng)當(dāng) 時時123nnn當(dāng)當(dāng) 時時第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué)11-3 11-3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版 例例 一油輪漏出的油一油輪漏出的油(折射率折射率n1=1.20)污污染了某海域染了某海域, 在海水在海水(n2=1.30)外表構(gòu)成一層薄外表構(gòu)成一層薄薄的油污薄的油污. (1)假設(shè)太陽正位于海域上空，不斷升飛假設(shè)太陽正位于海域上空，不斷升飛機的駕駛員從機上向正下方察看，他所正對機的駕駛員從機上向

6、正下方察看，他所正對的油層厚度為的油層厚度為460 nm,那么他將察看到油層呈那么他將察看到油層呈什么顏色？什么顏色？ (2)假設(shè)一潛水員潛入該區(qū)域水下，并向假設(shè)一潛水員潛入該區(qū)域水下，并向正上方察看，又將看到油層呈什么顏色？正上方察看，又將看到油層呈什么顏色？第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué)11-3 11-3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版解解 (1)kdn1r2, 2 , 1,21kkdnnm 11042, 11dnknm 552, 21dnknm 36832, 31dnk綠色綠色知知n1=1.20n2=1.30d=460 nm第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué)11-3 11-3 光

7、程光程 薄膜干涉薄膜干涉物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版nm 22082/112, 11dnk (2) (2)透射光的光程差透射光的光程差2/21tdnnm 43152/142, 41.dnknm7362/122, 21dnk紅光紅光nm6 .4412/132, 31dnk紫光紫光紫紅色紫紅色第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué)11-3 11-3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版q 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學(xué)器件的透利用薄膜干涉可以提高光學(xué)器件的透光率光率 .第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué)11-3 11-3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版23d1n2n

8、玻璃玻璃23nn nm 6 .9942minndd0k取取加強加強氟化鎂為增透膜氟化鎂為增透膜例例 為了添加透射率，求氟化鎂膜的最為了添加透射率，求氟化鎂膜的最小厚度知小厚度知 空氣空氣n1=1.00，氟化鎂，氟化鎂 n2=1.38 ，=550 nm減弱減弱2) 12(22rkdn解解 222tdn那么那么en22 2en24321nnn解：由于解：由于故上下外表皆無半波損失，那么光程差：故上下外表皆無半波損失，那么光程差： 3解：解：4)(12 rrn33. 134n暗環(huán)2 , 1 , 02) 12(22kke解解: 暗環(huán)條件為暗環(huán)條件為:24ke 那么第四個暗環(huán)那么第四個暗環(huán)對應(yīng)的空氣膜厚

9、對應(yīng)的空氣膜厚度為度為:m2 . 1m101200026000410m2 . 133. 1介質(zhì)介質(zhì)312 rr2r1r解：顯然有：解：顯然有： dDx NDND ND解：在介質(zhì)中時：解：在介質(zhì)中時：mm43 nxdnDx0.75參考下頁：條紋間距的推導(dǎo)過程參考下頁：條紋間距的推導(dǎo)過程12. 如下圖，兩列波長為如下圖，兩列波長為 的相關(guān)波的相關(guān)波在在P點相遇。波在點相遇。波在S1點振動的初相點振動的初相是是 ，S1到到P點的間隔是點的間隔是r1；波在；波在S2點的初相是點的初相是 ，S2到到P點的間隔是點的間隔是r2 。以以k代表零或正、負(fù)整數(shù)，那么代表零或正、負(fù)整數(shù)，那么 P 點點是干涉極大的

10、條件為：是干涉極大的條件為：12 ; ； ; 。21rrk212k21212/2rrk21122/2rrk1r2r1S2Sp1112r2222r 仍為明條紋仍為明條紋; (B) 變?yōu)榘禇l紋；變?yōu)榘禇l紋； (C) 既非明條紋也非暗條紋；既非明條紋也非暗條紋； (D) 無法確定是明條紋還是暗條紋。無法確定是明條紋還是暗條紋。13. 在雙縫干涉實驗中，入射光的在雙縫干涉實驗中，入射光的波長為波長為 ，用玻璃紙遮住雙縫中的，用玻璃紙遮住雙縫中的一個，假設(shè)玻璃紙中光程比一樣厚一個，假設(shè)玻璃紙中光程比一樣厚度的空氣的光程大度的空氣的光程大2.5 ，那么屏上，那么屏上原來的明紋處原來的明紋處kxrdd 加強加強(21)2k 減弱減弱第十一章第十一章 光學(xué)光學(xué)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版本章目錄本章