郭永康光的干涉.ppt

CH4-8薄膜干涉（一）等倾干涉薄膜干涉（一）等倾干涉 frings with thin film(1) fringes of equal inclination 分振幅干涉分振幅干涉分振幅干涉分振幅干涉透明薄板、薄膜透明薄板、薄膜反射光中的反射光中的双光束干涉双光束干涉入射角不大时，反射率都很小，除反射的入射角不大时，反射率都很小，除反射的1 1、、2 2两束强度相近两束强度相近外，其他反射光束及所有透射光束的光强随序号迅速衰减外，其他反射光束及所有透射光束的光强随序号迅速衰减薄膜干涉薄膜干涉分振幅法分振幅法薄膜薄膜1 12 2反射空间任何区域都可以呈现干涉条纹反射空间任何区域都可以呈现干涉条纹—非定域非定域以以S为中心为中心圆环状条纹圆环状条纹S对对M1的像的像S经经M2的像的像二二等效镜像源等效镜像源S1和和S2形成的干涉场形成的干涉场具有确定具有确定相位关系相位关系薄膜平板有一定交角，傍轴近似下仍可得到二点薄膜平板有一定交角，傍轴近似下仍可得到二点像源的干涉场像源的干涉场注意：注意：光源为非点光源光源为非点光源——扩展光源扩展光源各点源不相干各点源不相干——干涉条干涉条纹的重合纹的重合----有错位有错位——消消失部分条纹失部分条纹只在某些特定空间区域才有干涉条纹只在某些特定空间区域才有干涉条纹----该区域中各该区域中各点源的条纹无错位或错位量明显小于一个条纹间距点源的条纹无错位或错位量明显小于一个条纹间距定域条纹定域条纹干涉条纹定域干涉条纹定域4.8 薄膜干涉薄膜干涉(一一) 等倾干涉等倾干涉反射反射( (透射透射) )倾角相同倾角相同----反射反射( (透射透射) )的的光线对光线对具有具有恒定的相位差恒定的相位差干涉干涉一一一一. . . . 等倾条纹的产生等倾条纹的产生等倾条纹的产生等倾条纹的产生薄膜薄膜1 12 2反射光干涉反射光干涉薄膜薄膜透射光干涉透射光干涉1 12 2等倾条纹产生等倾条纹产生只要光线的入射方向相只要光线的入射方向相同，各源点均在同，各源点均在L L后焦面后焦面上相同点上相同点P P产生相同的干产生相同的干涉强度涉强度光程差光程差入射角入射角i0  i0 光线光线空间中以法线为轴的圆锥面上空间中以法线为轴的圆锥面上每一每一条纹对应于同样的光线倾角条纹对应于同样的光线倾角——等倾干涉等倾干涉121’2’PLSS’inMLS f屏幕屏幕观察等倾条纹的实验装置和光路观察等倾条纹的实验装置和光路1) 扩展光源增加干涉条纹的亮度扩展光源增加干涉条纹的亮度——无衬比度下降无衬比度下降 可以为单色或非单色光源可以为单色或非单色光源2) 条纹定域于无限远或正透镜后焦面条纹定域于无限远或正透镜后焦面3) 条纹观察面上一点对应一个入条纹观察面上一点对应一个入( (出出) )射方向射方向, ,一个条纹对应一个条纹对应 一个一个i0 等倾圆条纹等倾圆条纹小小结结L fPo r环环B en n n > n i rA CD··21Siii· ··iPifor环环en n n > n 面光源面光源···二二二二. . . . 光程差公式光程差公式光程差公式光程差公式亮纹亮纹暗纹暗纹由几何关系和折射定律由几何关系和折射定律当当薄膜上下介质相同时，上下界面反射光束间有薄膜上下介质相同时，上下界面反射光束间有π的附加相位差的附加相位差三三三三. . . . 等倾圆环条纹的分析等倾圆环条纹的分析等倾圆环条纹的分析等倾圆环条纹的分析透镜光轴垂直于介质膜面透镜光轴垂直于介质膜面- -介质膜上下方介质相同介质膜上下方介质相同(n0)-有半波损失有半波损失1. 条纹级次变化条纹级次变化正正入射中心点入射中心点亮纹亮纹中心干涉级次中心干涉级次不一定为整数不一定为整数—设为整数设为整数—中央为中央为 级亮纹级亮纹( (不影响条纹性质不影响条纹性质) )中心向外中心向外—i0增大增大 减小减小干涉级次降低干涉级次降低(m减小减小)中心中心亮纹序号亮纹序号径向向外径向向外2. 第第N个亮环半径个亮环半径接近正入射接近正入射透镜焦距为透镜焦距为f ，，第第N个亮环半径：个亮环半径：3. 相邻圆环的间距相邻圆环的间距相邻圆环角间距相邻圆环角间距条纹间距条纹间距四四四四. . . . 透射光的干涉透射光的干涉透射光的干涉透射光的干涉1. 透射光中均透射光中均无附加相位差无附加相位差——透射光干涉条纹与反射光干涉透射光干涉条纹与反射光干涉 条纹条纹互补互补2. 透射光的振幅衰减大，透射光的振幅衰减大，条纹可见度很小条纹可见度很小条纹间距和条纹角间距都正比于条纹间距和条纹角间距都正比于 --从中心向外从中心向外 逐渐加大逐渐加大----间距逐渐减小间距逐渐减小——条纹逐渐密集条纹逐渐密集 结结论论。