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1、11.3 厚度均匀薄膜干涉厚度均匀薄膜干涉等倾干涉等倾干涉 11.3.1 等倾干涉条纹等倾干涉条纹 11.3.2 增透膜和增反膜增透膜和增反膜【演示实验演示实验】等倾干涉模型，等倾干涉等倾干涉模型，等倾干涉厚度均匀薄膜干涉等倾干涉 薄薄油油膜膜、肥肥皂皂泡泡、昆昆虫虫翅翅膀膀上上出出现现的的彩彩色色花花纹，由薄膜上、下表面反射的光相干叠加形成纹，由薄膜上、下表面反射的光相干叠加形成薄膜干涉属于振幅分割干涉。薄膜干涉属于振幅分割干涉。 普遍讨论薄膜干涉十分复杂。普遍讨论薄膜干涉十分复杂。 薄膜干涉薄膜干涉厚度均匀薄膜在无穷远处的厚度均匀薄膜在无穷远处的等倾干涉等倾干涉 有实际意义的薄膜干涉：有实
2、际意义的薄膜干涉： 厚度不均匀薄膜在表面处的厚度不均匀薄膜在表面处的等厚干涉等厚干涉厚度均匀薄膜干涉等倾干涉空气空气空气空气11.3.1 等倾干涉条纹等倾干涉条纹 光线光线2、3中光波列从光线中光波列从光线1分出，是相干光。分出，是相干光。 光光的的能能量量由由振振幅幅决决定定，因因此此这这种种获获得得相相干干光光的方法叫的方法叫振幅分割法。振幅分割法。 厚厚度度均均匀匀的的透透明明介介质质薄膜：薄膜：厚度均匀薄膜干涉等倾干涉空气空气空气空气 光线光线2、3互相平行，在无穷远处相遇干涉互相平行，在无穷远处相遇干涉干涉定域在无穷远干涉定域在无穷远光线光线2、3在在P点的光程差：点的光程差：厚度均
3、匀薄膜干涉等倾干涉空气空气由几何关系，得由几何关系，得 折射定律：折射定律： 厚度均匀薄膜干涉等倾干涉空气空气 这这表表明明：光光线线2、3在在P点点的的光光程程差差决决定定于于光光线的倾角：折射角线的倾角：折射角 或入射角或入射角 i 倾倾角角相相同同，薄膜上、下表面反射光的相位差相同薄膜上、下表面反射光的相位差相同 厚厚 度度均匀薄膜的干涉又叫均匀薄膜的干涉又叫 等倾干涉等倾干涉厚度均匀薄膜干涉等倾干涉 到到达达圆圆上上各各点点的的光光线线的的相相位位差差都都相相同同，圆圆的的半径随折射角半径随折射角 （或入射角（或入射角 i ）的增大而变大，）的增大而变大， 以以同同一一入入射射角角入入
4、射射，被被膜膜上上、下下表表面面反反射射后后经经透透镜镜会会聚聚在在光光屏屏上上形成一个圆。形成一个圆。 等倾条纹是一系列明暗相间的同心圆环等倾条纹是一系列明暗相间的同心圆环厚度均匀薄膜干涉等倾干涉 由由光光振振动动相相长长、相相消消条条件件，空空气气中中厚厚度度均均匀匀薄膜等倾条纹位置满足：薄膜等倾条纹位置满足：明环：明环：暗环：暗环： 厚度均匀薄膜干涉等倾干涉等倾条纹的特点：等倾条纹的特点： 级级次次高高（k大大）的的等等倾倾圆圆环环对对应应折折射射角角 （或或入射角入射角 i ）小，因此半径小。）小，因此半径小。1. 条纹的级次是内高外低条纹的级次是内高外低2. 条纹的分布是内稀外密条纹
5、的分布是内稀外密 相邻亮环或暗环对应的折射角之差：相邻亮环或暗环对应的折射角之差：【思考思考】为什么可以用微分运算？为什么可以用微分运算？厚度均匀薄膜干涉等倾干涉 增增大大厚厚度度 e 而而保保持持级级次次 k 不不变变 折折射射角角 必必须增大须增大 圆环半径增大圆环半径增大 从从中中心心冒冒出出一个条纹，或缩进一个条纹，薄膜厚度改变：一个条纹，或缩进一个条纹，薄膜厚度改变： ：增增大大厚厚度度干干涉涉条条纹纹一一个个一一个个从从中中心心（ = 0）冒冒出出来来，减减小小厚厚度度干涉条纹一个一个缩进干涉条纹一个一个缩进中心中心消失。消失。3. 利利用用两两块块可可移移动动玻玻璃璃板板所所夹夹
6、空空气气薄薄层层的的等等倾倾 干涉，可以测量微小位移。干涉，可以测量微小位移。等倾干涉？等倾干涉？等倾干涉？等倾干涉？【思考思考】两块玻璃板两块玻璃板厚度均匀薄膜干涉等倾干涉 只只要要入入射射角角相相同同，在在光光屏屏上上就就会会产产生生半半径径相相同的等倾圆环，加强了干涉条纹的清晰度。同的等倾圆环，加强了干涉条纹的清晰度。4. 观察等倾条纹时总是利用扩展光源观察等倾条纹时总是利用扩展光源【演示实验演示实验】等倾干涉等倾干涉厚度均匀薄膜干涉等倾干涉 计计算算中中注注意意：光光被被膜膜的的上上、下下表表面面反反射射是是否否有半波损失。有半波损失。11.3.2 增透膜和增反膜增透膜和增反膜 单单色
7、色光光垂垂直直照照射射空空气气中中厚厚度度均均匀匀的的透透明明介介质质薄膜时薄膜时反射光加强（增反膜）反射光加强（增反膜） ：反射光相消（增透膜）反射光相消（增透膜） ：厚度均匀薄膜干涉等倾干涉 膜膜上上、下下表表面面都都有有半半波波损损失失，反反射射加加强强条条件：件： 【例例11.7】有有一一折折射射率率为为1.3，厚厚度度为为400nm的的均均匀匀介介质质膜膜，覆覆盖盖在在折折射射率率为为1.5的的玻玻璃璃上上，膜膜的的上上面面是是空空气气。白白光光（波波长长为为400750nm）垂垂直照射膜时，波长为多少的光反射加强？直照射膜时，波长为多少的光反射加强？解解，反射加强的波长：反射加强的波长： 1=1040nm， 2=520nm， 3=347nm只只有有 2在在白白光光波波长长范范围围内内，因因此此波波长长为为520nm 的的光反射加强。光反射加强。厚度均匀薄膜干涉等倾干涉
