2020高中物理竞赛辅导课件—基础光学第4章 多光束干涉与光学薄膜(共53张PPT)

第4章 多光束干涉和干涉薄膜 4.1 平行平板的多光束干涉 4.2 法布里—珀罗干涉仪 4.3 多光束干涉原理在薄膜 理论中的应用 R 0.9 0.009 0.0073 0.00577 0.01 0.0081 0.00656 0.00529 0.04 0.037 0.0001 0.884 0.0014 当反射率R＝0.9,反射光束的强度: 0.9，0.009，0.0073，0.00577，0.00467，…… 透射光强度： 0.01，0.0081，0.00656，0.00529，0.00431…… 反射光:除光束1,其他光束强度相差不多; 透射光:各光束的强度减弱很慢;必须考虑多光束的干涉效应，按照多光束的迭加精确计算干涉场的强度分布。 §4-1 平行平板的多光束干涉 4.1.1 干涉场的强度公式 扩展光源照明，干涉场定域在无穷远处。 计算干涉场上P的光强度，与P点对应的多光束的出射角为θ0，在平板内的入射角为θ， 因而相继两束光的光程差 n’ n n’ h 0  1 2 3 4 1‘ 2‘ 3‘ 假设反射系数为r，透射系数为t，从平板射出时相应的系数为r’，t’，并设入射光的振幅为A(i) n’ n n’ h 0 1 1 2 3 4 1‘ 2‘ 3‘ 诸反射光束在定域面P点的光矢量大小: ω是光波的角频率，δ0是位相常数。 当略去共同的因子expi（0-t）后，合成光矢量的振幅为: 圆括号内是一个递降等比级数，得到: 利用菲涅耳公式容易证明，r，r‘，t，t’各量之间的关系为: r，r‘，t，t’各量与平板表面反射率R和透射率T之间关系为: 反射光在P点的光强度: 透射光在P‘点的振幅: 反射光干涉场和透射光干涉场的强度分布公式，通常也称为爱里公式。 4.1.2 干涉图样的特点: 引入精细度系数 : 反射光和透射光的干涉图样互补。 干涉场的强度随R和δ而变，在特定R的情况下，则仅随δ而变。 光强度只与光束倾角有关。倾角θ相同的光束形成同一个条纹，是等倾条纹。当透镜的光轴垂直于平板时，等倾条纹是一组同心圆环。 亮条纹和暗条纹的条件:在反射光方向: 亮条纹： m=0，1，2，… 暗条纹： 透射光，形成亮条纹和暗条纹的条件分别为： 亮条纹： m=0，1，2，… 暗条纹： 不论是在反射光方向或透射光方向，形成亮条纹