物理——光——薄膜干涉

从单色光源 S 发出的光经光学系统成为平行光束，经平玻璃片 M 反射后垂直人射到空气劈尖 W ，由劈尖上、下表面反射的光束进行相干叠加，形成干涉条纹，通过显微镜 T 进行观察和测量。

薄膜干涉

• 等厚干涉（厚度不均匀）
  • 判断相干光交汇点的光强（取决于光程差）
    • 光程差=2*n（2）*d*cosγ+λ/2
      • 当光程差是2k*λ/2，相长干涉
      • （2k+1）*λ/2，相消干涉
      • 两光线相遇点的光强取决于厚度d，因此干涉图样中同一干涉条纹对应于薄膜厚度相同的点的连线
  • 需考虑半波损失，光疏入光密，需＋λ/2
  • 实验装置
    • 劈尖干涉
      • 从单色光源 S 发出的光经光学系统成为平行光束，经平玻璃片 M 反射后垂直人射到空气劈尖 W ，由劈尖上、下表面反射的光束进行相干叠加，形成干涉条纹，通过显微镜 T 进行观察和测量。
      • 同一明纹或者暗纹对应相等厚度的空气层
      • 相邻明纹（暗）间距为a,sinQ*a=λ/2
        • 出题方向
      • 应用：长度精密测量、零件表面光洁度、零件尺寸
    • 牛顿环
      • 在一块平面玻璃与一块曲率半径很大的平凸透镜之间形成一个上表面是球面，下表面是平面的空气薄层，当用单色光垂直照射时，从上往下观察会看到以接触点0为中心的一组圆形干涉条纹，见图13.13( b )。这是由环形空气劈尖上下表面反射的光发生干涉而形成的条纹。由于以接触点0为中心的任一圆周上，空气层的厚度是相等的，因此这种条纹是等厚干涉条纹，通常称其为牛顿环。
      • 已知r、R求λ
        • 已知半径为r的环形条纹下方空气层厚度为d，则d=r*r/(2R)
          • 表明r越大（离圆心越远），光程差增加越快
      • 光程差=2*d+λ/2=2k * λ/2时，为明纹（将d代入）
      • 光程差=2*d+λ/2=（2k+1） * λ/2，为暗纹
      • 由上式可知明纹暗纹半径r, K级明纹半径 [r=根号下（2k-1)*Rλ/2] ,k级暗纹半径r=根号下kλR
• 等倾干涉（薄膜厚度均匀）
  • 与等厚干涉区别：干涉图样在无穷远，故加透镜进行观察
  • 等倾干涉：干涉图样中同一干涉条纹是由来自薄膜表面的等倾角光线经透镜聚焦后的轨迹，故叫做等倾干涉
  • 做题时用到干涉相消和干涉相长时光程差公式
  • 为了提高光学仪器对波长为λ光的透射能力，常在镜头上镀一层透明介质薄膜，使光因干涉效应只透射不反射，称为增透膜
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