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1、第第3 3章章 波动光学波动光学3- 3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉一、光程一、光程光在真空中的速度光在真空中的速度光在介质中的速度光在介质中的速度真空中的波长真空中的波长介质的折射率介质的折射率介质中的波长介质中的波长*P*第第3 3章章 波动光学波动光学3- 3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉 波程差波程差 相位差相位差 物理意义物理意义：光程就是光在媒质中通过的几何路：光程就是光在媒质中通过的几何路 程程 , 按波数相等折合到真空中的路程。按波数相等折合到真空中的路程。*P*介质中的波长介质中的波长（1）光程）光程: 媒质折射率与光的几何路程之积媒质折射率与光的几何路程之积 =第第3 3章章
2、 波动光学波动光学3- 3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉（2）光程差光程差 (两光程之差两光程之差)光程差：光程差：*P* 干涉干涉加强加强相位差相位差 干涉干涉减弱减弱第第3 3章章 波动光学波动光学3- 3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉AB二、透镜不引起附加的光程差二、透镜不引起附加的光程差AB焦平面焦平面第第3 3章章 波动光学波动光学3- 3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉三、薄膜干涉三、薄膜干涉PL34512面光源面光源第第3 3章章 波动光学波动光学3- 3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉薄膜干涉条纹的特点：薄膜干涉条纹的特点：（1）光程差只决定于入射角）光程差只决定于入射角i，因此，因此i相
3、同的光线经薄膜反相同的光线经薄膜反射后在相遇点都有相同的光程差，形成同一干涉条纹，叫射后在相遇点都有相同的光程差，形成同一干涉条纹，叫等倾干涉条纹。等倾干涉条纹。条纹的形状与透镜的方位有关，当透镜的条纹的形状与透镜的方位有关，当透镜的轴与薄膜垂直时，条纹是一系列轴与薄膜垂直时，条纹是一系列内疏外密的同心圆环内疏外密的同心圆环，且且中心处级次最高。中心处级次最高。（2）光源上每一点发出的光束都产生一组相应的干涉环，）光源上每一点发出的光束都产生一组相应的干涉环，由于方向相同的平行光线被透镜会聚到焦平面上同一点，由于方向相同的平行光线被透镜会聚到焦平面上同一点，所以由光源上不同点发出的光线，凡是有
4、相同倾角的它们所以由光源上不同点发出的光线，凡是有相同倾角的它们形成的干涉环都将重叠在一起，总光强为各个干涉环的光形成的干涉环都将重叠在一起，总光强为各个干涉环的光强的非相干叠加，因而明暗对比更为鲜明，这也就是观察强的非相干叠加，因而明暗对比更为鲜明，这也就是观察等倾条纹时等倾条纹时使用面光源的原因使用面光源的原因。第第3 3章章 波动光学波动光学3- 3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉PL等倾干涉的定量分析等倾干涉的定量分析DC34E5A1B2面光源面光源第第3 3章章 波动光学波动光学3- 3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉 反反射光的光程差射光的光程差加加 强强减减 弱弱PLDC34E5A1B2
5、第第3 3章章 波动光学波动光学3- 3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉 透透射光的光程差射光的光程差 注意：注意：透射光和反透射光和反射光干涉具有互射光干涉具有互 补补 性性 ，符合能量守恒定律。符合能量守恒定律。根据具体根据具体情况而定情况而定PLDC34E5A1B2第第3 3章章 波动光学波动光学3- 3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉 当光线垂直入射时当光线垂直入射时 当当 时时当当 时时第第3 3章章 波动光学波动光学3- 3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉 增透膜（减反膜）增透膜（减反膜）利用薄膜干涉可以提高光学器件的透光率。利用薄膜干涉可以提高光学器件的透光率。取取氟化镁为增透膜氟化镁为增透
6、膜例：例：为了增加透射率为了增加透射率 , 求求 氟化镁膜的最小厚度。氟化镁膜的最小厚度。已知已知 空气空气,氟化镁氟化镁 ,减弱减弱解解 23玻璃玻璃第第3 3章章 波动光学波动光学3- 3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉 薄膜厚度变化时，等倾干涉圆环会有什么样的变化？薄膜厚度变化时，等倾干涉圆环会有什么样的变化？折射角折射角 越小，越小， 越大，越大， 越大，越靠近中心，环纹的级越大，越靠近中心，环纹的级次越高，中心处，级次最高为次越高，中心处，级次最高为 。明纹条件明纹条件PLDC3A1B2满足：满足：第第3 3章章 波动光学波动光学3- 3 光程光程 薄膜干涉薄膜干涉 当慢慢增加薄膜的厚度
7、当慢慢增加薄膜的厚度 时，时，起初看到中心变起初看到中心变暗，但逐渐又一次看到中心为亮斑，中心亮斑的级暗，但逐渐又一次看到中心为亮斑，中心亮斑的级次比原来增加次比原来增加1，变为，变为 ，其外面亮环的级次依，其外面亮环的级次依次应为次应为 ， ， ， 视觉上将看到在中视觉上将看到在中心处又冒出了一个新的亮斑（级次为心处又冒出了一个新的亮斑（级次为 ）而原）而原来的中心亮斑（来的中心亮斑（ ）扩大成了第一圈亮纹，原来的）扩大成了第一圈亮纹，原来的第一圈（第一圈（ ）变成了第二圈）变成了第二圈 如果再增加如果再增加膜厚，中心还会变暗，继而又膜厚，中心还会变暗，继而又冒出冒出一个一个亮斑亮斑，级次，级次为（为（ ），而周围的圆环又向外扩大一环。），而周围的圆环又向外扩大一环。 当慢慢减小薄膜的厚度时，见看到亮环是一个当慢慢减小薄膜的厚度时，见看到亮环是一个一个缩进。一个缩进。
