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1、光程差：n1n2d12ABCDQPn1第1页/共52页薄膜干涉条件（考虑到半波损失）：1 干涉加强：2 干涉减弱：第2页/共52页等倾干涉：条纹级次取决于入射角的干涉。n1n2d12ABCDQPn134GF透射光的干涉：条纹特点:形状一系列同心圆环条纹间隔分布内疏外密第3页/共52页等倾干涉条纹观察装置 干涉条纹第4页/共52页薄膜*S1S2S3单色光源en1n2n1n2n1屏透镜第5页/共52页薄膜*S1S2S3单色光源en1n2n1n2n1屏透镜第6页/共52页薄膜*S1S2S3单色光源en1n2n1n2n1屏透镜第7页/共52页*S1S2S3单色光源en1n2n1n2n1屏薄膜透镜第8页
2、/共52页*S1S2S3单色光源en1n2n1n2n1屏薄膜透镜第9页/共52页*S1S2S3单色光源en1n2n1n2n1等倾干涉 条纹屏薄膜透镜第10页/共52页透镜镀膜 薄膜干涉的应用 增透膜反射光干涉相消条件：n=1.38n2=1.5n1=1.0最薄的膜层厚度（k=0）为：第11页/共52页e22n2=+()k121.3834A0=55002989 A0 例 增透膜两膜表面平行在玻璃表面镀上一层薄膜，使波长为MgF2=A05500的绿光全部通过。求：膜的厚度。解：使反射绿光干涉相消=e=+()k124n2+()124n2取k=1MgF2玻璃1.38=n21.50=n1n0=1第12页/
3、共52页取k=1e2n2=k取k=2=24125A02e2n2=1e2n2=8250A0问题：此时反射光呈什么颜色？反射光呈现紫蓝色。第13页/共52页一.劈尖（劈形膜）夹角很小的两个平面所构成的薄膜ennn A反射光2反射光1单色平行光(设n n)S121、2两束反射光来自同一束入射光，它们可以产生干涉。12-3-2 等厚干涉 第14页/共52页ennnA反射光2 反射光1入射光(单色平行光垂直入射)(设 n n)A:1、2的光程差明纹：暗纹：光程差可简化为图示情况计算。实际应用中,大都是平行光垂直入射到劈尖上。考虑到劈尖夹角极小,反射光1、2在膜面的第15页/共52页1.条纹级次 k 随着
4、劈尖的厚度而变化，因此这种干涉称为等厚干涉。条纹为一组平行于棱边的平行线。2.由于存在半波损失，棱边上为零级暗纹。说明：第16页/共52页=ekkn22=ek+1+)1k(n22=ek+1ekn22n2l=sinek+1ekl=n22sin相邻两暗纹的间距：相邻两暗纹的间距：ek+1ekl劈尖公式+()1k22=n222+=ek)暗纹条件(第17页/共52页l=n22sin讨论：2.=e()光程差是介质厚度的函数，3.对于同一级干涉条纹，具有相同的介质厚度。1.利用劈尖可以测量微小角度,微小厚度及照射光的波长。等厚干涉等厚干涉第18页/共52页二、劈尖的应用 测波长：已知、n，测L可得 测折射
5、率：已知、，测L可得n 测细小直径、厚度、微小变化 测表面不平度等厚条纹待测工件平晶Leekek+1明纹暗纹条纹间距第19页/共52页夹角变小，条纹变宽，夹角变小，条纹变宽，条纹向右移动条纹向右移动干涉条纹的移动第20页/共52页夹角变大，条纹变密夹角变大，条纹变密 条纹向左移动条纹向左移动第21页/共52页b例题 已知 如果劈尖内充满折射率为n=1.40的液体，求从劈棱数起第5个明纹在充入液体前后的 移动距离。n解：第22页/共52页二 牛顿环 暗纹明纹第23页/共52页牛顿环半径公式：明环暗环r第24页/共52页透 镜曲率半径变小时干 涉条纹变密第25页/共52页例题：求如图干涉实验中第K
6、级牛顿环暗环半径。R解(k=0,1,2,)（1）（2）由（1）、（2）式得第26页/共52页 牛顿环的应用：测透镜球面的曲率半径R：已知,测m、rk+m、rk，可得R。测波长：已知R，测出m、rk+m、rk，可得。检验透镜球表面质量标准验规待测透镜暗纹光纤端面的平整度第27页/共52页M2M1M1GG12单色光源反射镜 1反射镜 2半透明镀银层补偿玻璃板N干涉条纹移动数目，d移动距离M212-3-3 迈克耳逊干涉仪第28页/共52页设中央点对应的级数为K，则dM2移动距离d后，光程差变为条纹的级数变为K+N，则由式（2）-（1）得第29页/共52页迈克耳逊干涉仪的应用：应用1.移动M2，测出移
7、动的距离，数出相应“冒 出”或“缩进”的条纹个数，可算出入射波 波长。应用2.原子发光的波长相当稳定，可以作为长度的 自然基准。迈克耳逊曾用此干涉仪以镉灯红迈克耳逊曾用此干涉仪以镉灯红 色谱线的波长为基准测定了原来的基准米尺色谱线的波长为基准测定了原来的基准米尺 的长度，促成了长度基准从米原器这种实物的长度，促成了长度基准从米原器这种实物 基准改为光波波长这种自然基准，这是计量基准改为光波波长这种自然基准，这是计量 工作上的一大进步。工作上的一大进步。应用3.在光路中加入另外介质，可测出该介质的折射率。第30页/共52页设中央点对应的级数为K，则放入云母片后光程差变为条纹的级数变为K+N，则由
8、式（2）-（1）得nd第31页/共52页M2M1等倾干涉条纹迈克耳逊干涉仪的干涉条纹第32页/共52页M2M2M1M1等倾干涉条纹迈克耳逊干涉仪的干涉条纹第33页/共52页M2M2M2M1M1M1与重 合等倾干涉条纹迈克耳逊干涉仪的干涉条纹第34页/共52页M2M2M2M2M1M1M1M1与重 合等倾干涉条纹迈克耳逊干涉仪的干涉条纹第35页/共52页M2M1M2M2M2M2M1M1M1M1与重 合等倾干涉条纹迈克耳逊干涉仪的干涉条纹第36页/共52页迈克耳逊干涉仪的干涉条纹M2M1M2M2M2M2M2M1M1M1M1M1与重 合等厚干涉条纹等倾干涉条纹第37页/共52页M2M1M2M2M2M2
9、M2M2M1M1M1M1M1M1与重 合等厚干涉条纹等倾干涉条纹迈克耳逊干涉仪的干涉条纹第38页/共52页M2M1M2M2M2M2M2M2M2M1M1M1M1M1M1M1与重 合等厚干涉条纹等倾干涉条纹迈克耳逊干涉仪的干涉条纹迈克耳逊干涉仪的干涉条纹第39页/共52页M2M1M2M2M2M2M2M2M2M2M1M1M1M1M1M1M1M1与重 合等厚干涉条纹等倾干涉条纹迈克耳逊干涉仪的干涉条纹迈克耳逊干涉仪的干涉条纹第40页/共52页M2M1M2M2M2M2M2M2M2M2M2M1M1M1M1M1M1M1M1M1与重 合等厚干涉条纹等倾干涉条纹迈克耳逊干涉仪的干涉条纹迈克耳逊干涉仪的干涉条纹第
10、41页/共52页例题.当把折射率n=1.40的薄膜放入迈克耳孙干涉仪的一臂时，如果产生了7.0条条纹的移动，求薄膜的厚度。（已知钠光的波长为=5893A）解：d第42页/共52页光的时间相干性光的时间相干性当一对相干光束的光程差超过一定范围后，将看不到干涉条纹。问题：普通窗玻璃有两个表面，光在两个表面反射时，为什么看不到干涉条纹？原因：相干长度相干长度两个分光束能产生干涉效应的最大光程差。相干长度相干长度第43页/共52页M2M1M1a1a2b2b112光程差不大波列与1、2 两光发生干涉a1a2发生重叠a1a2a原子的波列、第44页/共52页M2M1M1a1a2b2b112M2M1M1a1a
11、2b2b112光程差太大光程差不大波列与1、2 两光发生干涉a1a2发生重叠a1a2a原子的波列、波列与1、2 两光不相干不再重叠a1a2第45页/共52页 练习1、如图，在空气中，已知P点为第三级明条纹，则S1和S2到P点的光程差是若整个装置放于某种液体中，P点为第五级明条纹，则该液体的折射率n=?练习2、若用白光照明，且用红兰滤光 片挡在两缝后，屏上能产生干涉吗？屏幕S白光红色滤光片兰色滤光片P第46页/共52页3.如图,已知入射光在n1中的波长为,求经上下两表面反射光的光程差，n1n3答案：12n1n3n2e4、为相干光源，A为空间一点，s1A=s2A,在s1A之间插入一厚为e，折射率为
12、n的薄玻璃，则两光源发出的光在点的位相差是多少？若波长500nm,n=1.5,A点刚好是第四级明纹，则e=?答案：第47页/共52页 5、如图，透镜可以上下移动，从上向下观察到中心是一个暗斑，此时透镜顶点距离平板的距离最少是多少？500nmn1=1.68n=1.60n2=1.58答案：6、在迈克尔逊干涉仪中将 平面镜移动一微小距离过程中，观察到条纹移动1468条，所用单色光波长为546.1nm,由此可得，反射镜平移的距离为多少？（给出四位有效数字）答案：2h=N,.4500mm第48页/共52页练习7.求如图干涉实验中第K级暗纹的半径,已知两透镜的曲率半径分别为R1和R2。n答案：R1rkrkR2第49页/共52页Db解：由题知例习8 已知 30条明纹的距离为S=4.295mm,求细金属丝的直径D。Leekek+1明纹暗纹第50页/共52页练习9 两块折射率为1.60的标准平面玻璃之间形成一个劈尖，用波长600nm的单色光垂直入射，产生等厚干涉条纹，假如我们要求在劈尖内充满n=1.40的液体时相邻条纹间距比劈尖内是空气时的间距缩小.5mm,则劈尖角应是多少？答案：练习10、光强均为的两束相干光相遇而发生干涉，在相遇区域内可能出现的最大或最小光强是多少？答案：第51页/共52页感谢您的观看！第52页/共52页