2022-2023学年高二物理竞赛课件：分振幅干涉

分振幅干涉 分振幅干涉 主要内容： 1. 薄膜的等厚干涉 * 2. 薄膜的等倾干涉 理学院 物理系 陈强 薄膜的等厚干涉 1. 分振幅法 2. 薄膜干涉 1 2 · S 2 1 光线1.2的光程差 一束光在界面上反射和折射时， 它携带的能量也被反射和折射. 由于 这种光波分割法称为分振幅法. 理学院 物理系 陈强 3 (4) 若光源是非单色的，则在薄膜表面形成色彩斑斓的条纹. (5) 通过在基底上镀薄膜改变透射光和反射光的强度. 增透膜： 使反射光相干相消. 增反膜： 使反射光相干相长. 理学院 物理系 陈强 等厚干涉应用 劈尖干涉 劈尖棱处是一个暗条纹. 条纹特征 (2) 劈尖干涉的等厚条纹是一些平行于棱的等间距直条纹. 理学院 物理系 陈强 5 (3) 两相邻明条纹(或暗条纹)对应的厚度差. dk dk+1 两相邻明条纹满足条件 (4) 两相邻明条纹(或暗条纹)的间距. (5) 薄膜厚度的变化导致条纹发生变化. 理学院 物理系 陈强 6 劈尖干涉的应用 (1) 检验平面镜工作表面平整度及局部不平整度. (2) 可测量小角度θ、微位移 x、微小直径 D、波长λ等. 平整度 局部不平整度 理学院 物理系 陈强 牛顿环 条纹特征 以接触点O为中心的一组中间疏边缘密同心圆环. (2) 若接触良好,中央为暗纹——半波损失. (3) 由中心向外，干涉级次k 增大. 理学院 物理系 陈强 · C 光程差 相关参数之间的关系 由几何关系得 (1) (2) 将(2) 代入(1) 得 牛顿环明、暗纹条件分别为 理学院 物理系 陈强 牛顿环明、暗半径分别为 k级和k+N级暗纹半径分别为 可见，只要测出任意两条暗环的半径r，数出它们之间的级数差N，就可以计算该透镜的曲率半径. 理学院 物理系 陈强 用白光垂直照射浮在水面上的油滴上，如图所示.油折射率n=1.20 ，水折射率n=1.33. (1) 油滴外围最薄处对应亮区还是 暗区？ (2) 从油滴边缘数起，第三级波长为 480nm的蓝色区域油层的厚度. (3) 为什么干涉图样的色彩随着油层变厚而逐渐消失？ (1) 干涉极小条件 油滴外围最薄处(d = 0), 满足干涉极大条件，对应亮区. 例 解 求 根据题意，不需考虑半波损失. 干涉极大条件 理学院 物理系 陈强 (2) 第三个蓝区，即 (3) 油膜厚到一定程度时，其上下表面反射光的光程差 接近或大于光源的相干长度，干涉条纹消失，色彩 消失. 理学院 物理系 陈强 $