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水面油膜

肥皂膜. 水面油膜. 引言：. § 3 薄膜干涉 (Thin-Film Interference). p. 2. 1. 一、薄膜干涉的成因. D. A. C. B. 3 薄膜干涉 (Thin-Film Interference). p. 2. 1. D. A. C. B. 一、薄膜干涉的成因. 相长干涉. （ 明纹 ）. =. 相消干涉. （ 暗纹 ）. n 1 = 1. 减弱. n 2 = 1.38. MgF 2. n 3 = 1.50. 玻璃. ZnS. H. MgF 2. L. H. ZnS.

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Presentation Transcript

  1. 肥皂膜 水面油膜 引言：

  2. §3薄膜干涉 (Thin-Film Interference) p 2 1 一、薄膜干涉的成因 D A C B

  3. 3 薄膜干涉 (Thin-Film Interference) p 2 1 D A C B 一、薄膜干涉的成因 相长干涉 （明纹） = 相消干涉 （暗纹）

  4. n1 = 1 减弱 n2= 1.38 MgF2 n3=1.50 玻璃 ZnS H MgF2 L H ZnS L MgF2 n1 = 1 加强 n2=2.34 ZnS n3=1.50 玻璃 二、等倾干涉 Equal Inclination Interference 应用 难找 增透膜 高反射膜 增反膜 等倾动画.swf

  5. L n n  n dk+1 dk d 三、等厚干涉Equal Thickness Interference 1.劈尖（劈形膜）  反射光2 反射光1 A · d 明 = 暗

  6. 2.牛顿环 Newton Ring 明 = 暗 d R r 明 暗 d = r2/2R R2 - 2Rd + d2 + r2=R2 , 0 k=0，r =0 环心是暗斑 理疏外密

  7. （2） 通常牛顿环的中心是暗点。 干涉环半径： 干涉条纹特征 ： （1） 愈往边缘，条纹级别愈高。 与等倾干涉 的本质区别 （3）相邻两暗环的间隔 可见：干涉环中心疏、两边密。 （4）已知可求出 R： （5）已知R可求 （6）透射光与之互补

  8. M1 S E 最大 §4 迈克耳孙干涉仪 Michelson Interferometer M 2 2 G1 G2 M1 1 半透 半反膜 1 2 明 = 暗 中心级次 明暗不定

  9. 分布函数为 ，在实际应用中，力求 § 5 多光束的干涉——法布里玻罗干涉仪 1．问题的提出（双光束→多光束） Michelson干涉仪是应用分振幅原理的干涉 仪，它是一个双光束系统，其干涉图样的强度 图样是狭窄、清晰、明亮的条纹。 采用相位差相同的多光束系统可实现。典 型装置为Fabry-Perot干涉仪。

  10. 一、构造和原理 • 装置 平行放置的两块平板G和G’组成。 G、G’相向的表面镀有薄银膜。 面光源S放在透镜L1的焦平面上。则许多 方向不同的平行光束入射到干涉仪上，经G、 G’间多次来回反射，最后透射出来的平行光束 在透镜L2的焦平面上形成同心圆形的明锐等倾 干涉条纹。

  11. 式中 为镀银面的反射率。 次为 ， ， … • 干涉图样 从G’后表面相继透射出来的平行光束的振幅依

  12. 相邻两光束的光程差和相位差（第一面的出射角为i2）相邻两光束的光程差和相位差（第一面的出射角为i2） 合振幅为 为精细度 为反射率，接近1 形成N束等振幅、相邻光束有固定相位差的多光束干涉

  13. N束振幅为A0的、相邻光束的相位差为 的多光束的相干叠加 合振幅为 光强 有极大值 极小值条件是

  14. N=6 极小:5 次明纹:4 光强分布曲线 主极大 最小 N束相邻主极大之间有N-1个最小 N-2个次极大 次极大

  15. 3.条纹规律讨论: (1) 焦平面上是里疏外密的，亮纹很细锐的同心圆. (2)级次里高外低. (3)如λ1，λ2同时入射两套条纹能分开→光谱的精细节构。 如钠双线λ1=5890A0，λ2=5896A0。迈氏仪中分不开。 法一玻仪中能分开： 说明：当h可变时称法一波干涉仪； 当h不可变时称法一波标准具 应用：精确测波长，比较长度，研究谱线精细结构，在 激光器中 谐振腔中应用

  16. 思考题： • 观察小孩吹的肥 • 皂泡,为什么总是看 • 到随着泡的变大,会 • 呈现不同的的色彩? 2. 肥皂泡在破裂前为 什么总是呈现灰暗色? 选择题

  17. n1 = 1 n2= 1.38 MgF2 n3=1.50 玻璃 =99.6nm 例：在玻璃表面镀上一层MgF2薄膜，使波 长为λ =550nm的黄绿光全部通过。 求：膜的厚度。此时反射光呈什么颜色？ 解： 反射光相消 = 增透 取k=1, λ1=2n2d=825nm 取k=2, λ2=2n2d/2=412.5nm 反射光呈现紫蓝色。

  18. 例：迈克尔逊干涉仪两臂中分别加入20cm长的玻璃管，一个抽成真空，一个充以一个大气压的氩气，今以汞光线（=5460A）入射干涉仪，如将氩气抽出，发现干涉仪中条纹移动了205条，求氩气的折射率。例：迈克尔逊干涉仪两臂中分别加入20cm长的玻璃管，一个抽成真空，一个充以一个大气压的氩气，今以汞光线（=5460A）入射干涉仪，如将氩气抽出，发现干涉仪中条纹移动了205条，求氩气的折射率。 S 解： M2 M1 G1 G2 L E

  19. 薄膜干涉的应用举例 一．透镜表面质量的检测 可利用等厚干涉条纹的条纹形状、条纹数目、条纹移动以及条纹间距等特征检测元件表面的质量，测量微小角度、长度及其变化。 例： a.透镜表面 曲率偏大 b.透镜表面 曲率偏小

  20. 小结 明 = 暗 明 暗

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