高中物理之薄膜干涉薄膜干涉 _小知识

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高中物理之薄膜干涉
薄膜干涉原理图解
薄膜干涉的原理
薄膜干涉是什么干涉

一、高中物理之薄膜干涉

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薄膜干涉：利用油膜、肥皂膜等产生的干涉，称为油膜干涉。
油膜干涉的像是由薄膜前后两个面反射的光干涉形成的。这两列波的频率相同，能够发生干涉。
竖直放置的肥皂薄膜受到重力作用，下面厚，上面薄，使前后两个面的反射光所走的路程不同，有的地方，两列波叠加后振幅变大，出现亮纹，有的地方叠加后振幅相互削弱，出现暗纹。
不同颜色的光做薄膜干涉，条纹宽度不同。
白光的薄膜干涉会出现彩色条纹。
薄膜干涉的利用———检查平面的平整程度：
平整———干涉条纹平直。
不平———干涉条纹弯曲。

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二、薄膜干涉原理图解?
第三版光学薄膜干涉原理
光是一种电磁波。
可以设想光源中的分子或原子被某种原因激励而振动,这种振动导致分子或原子中的电磁场发生电磁振动。
可以证明,电场强度与磁场强度两者有单一的对应关系,同时在大多光学现象中电场强度起主导作用,所以我们通常将电场振动称为光振动,这种振动沿空间方向传播出去就形成了电磁波。
电磁波的波长λ、频率f、传播速度v三者之间的关系为:
v=λ?f
各种频率的电磁波在真空中的速度都是一样的,即3.0E+8m/s,常用C表示。
但是在不同介质中,传播速率是不一样的。
假设某种频率的电磁波在某一介质中的传播速度为v,则C与v的比值称为这种介质对这种频率电磁波的折射率。
频率不同的电磁波,它们的波长也不同。
波长在400~760nm这样一段电磁波能引起人们的视觉,称为可见光。
普通光源如太阳、白炽灯等内部大量振动中的分子或原子彼此独立,各自有自己的振动方向、振幅及发光的起始时间。
每个原子每一次振动所发出的光波只有短短的一列,持续时间约为1.0E-8秒。
我们通常观察到的光都是光源内大量分子或原子振动辐射出来的结果,而观察不到其作为一种波动在传播过程中所能表现出来的特征———干涉、衍射和偏振等现象。
这是因为实现光的干涉是需要条件的,即只有频率相同、相位差恒定、振动方向一致的两列光波才是相干光波,这样的两列波辐射到同一点上,彼此叠加,产生稳定的干涉抵消(产生暗影)或者干涉加强(产生比两束光能简单相加更强的光斑)图像,才是我们观察到的光的干涉现象。
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光学薄膜可以满足光干涉的这些条件。
如图1所示,它表示一层镀在基底(n2)上的折射率为n1厚度为d1的薄膜,假定n1
入射光束I中某一频率的波列W在薄膜的界面1上反射形成反射光波W1,透过界面的光波穿过薄1膜在界面2上反射后再次穿过薄膜,透过界面1在反射空间形成反射波W2.W1和W2是从同一波段中分离出来的,所以频率相同,振动方向相同,所不同的是W2比W1多走了往返两次薄膜厚度的路径,从而造成了它们的相位差。
入射光I中相同频率的其他波列同样也有着相同的相位差。
对于入射光中其它频率的光也有着类似的讨论。
所以在薄膜的界面1与界面2上形成的两束反射光I1与I2是相干光,在它们相遇区域中会产生光的干涉现象。
如果我们忽略光在薄膜内的多次反射,只考虑这两束光的干涉,那么W1和W2所经过的路径

三、薄膜干涉的原理由薄膜产生的干涉。
薄膜可以是透明固体、液体或由两块玻璃所夹的气体薄层。
入射光经薄膜上表面反射后得第一束光，折射光经薄膜下表面反射，又经上表面折射后得第二束光，这两束光在薄膜的同侧，由同一入射振动分出，是相干光，属分振幅干涉。
若光源为扩展光源（面光源），则只能在两相干光束的特定重叠区才能观察到干涉，故属定域干涉。
对两表面互相平行的平面薄膜，干涉条纹定域在无穷远，通常借助于会聚透镜在其像方焦面内观察；对楔形薄膜，干涉条纹定域在薄膜附近。
薄膜干涉原理广泛应用于光学表面的检验、微小的角度或线度的精密测量、减反射膜和干涉滤光片的制备等。
等倾干涉和等厚干涉是薄膜干涉的两种典型形式。

高中物理之薄膜干涉 薄膜干涉

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