光程差—薄膜干涉(课堂PPT)
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高二物理薄膜干涉PPT课件
反射出来,形成两列波,这两列波频率相同, 所以可以产生干涉; D.若改用白光照射则看不到干涉条纹。
2002上海 3、如图所示为一显示薄膜干 涉现象的实验装置，P是附有 肥皂膜的铁丝圈，S是一点燃 的酒精灯。往火焰上洒些盐后， 在肥皂膜上观察到的干涉图象
应是下图中的（ ）D
一个人的整个生活既全以儿童时期所受的教导为转移，所以，除非每个人的心在小时候得到培养，能去应付人生的一切意外，否则任何机会都会错 过。——夸美纽斯 家！甜蜜的家！！天下最美好的莫过于家！ 学习不但意味着接受新知识，同时还要修正错误乃至对错误的认识。 被朋友伤害了和被陌生人伤了其实是一样的，别怀疑友情，人家不欠你的，但要提防背叛你的人。 小时候我以为自己长大后可以拯救整个世界，长大后才发现整个世界都拯救不了我。 眼要看远，脚要近迈。 上帝从不埋怨人们的愚昧，人们却埋怨上帝的不公。 一切学科本质上应该从心智启迪时开始。——卢梭 理想的书籍是智慧的铜匙。 青春如此华美，却在烟火在散场。 自然界没有风风雨雨，大地就不会春华秋实。 不去耕耘，不去播种，再肥的沃土也长不出庄稼，不去奋斗，不去创造，再美的青春也结不出硕果。
上帝从不埋怨人们的愚昧，人们却埋怨上帝的不公。 往火焰上洒些盐后，在肥皂膜上观察到的干涉图象应是下图中的（ ）
现象叫薄膜干涉． 一切学科本质上应该从心智启迪时开始。
实验现象:
不同单色光的薄膜干涉条纹 可见，波长λ越长，干涉条纹越宽
1、在薄膜干涉中，前、后表面反射光的 路程差由膜的厚度决定，所以薄膜干涉中 同一明条纹（暗条纹）应出现在膜的厚度 相等的地方．由于光波波长极短，所以微 薄膜干涉时，介质膜应足够薄，才能观察 到干涉条纹．
练习
1、下列现象属于薄膜干涉的有: （ C ）
A.在水面上的油膜呈现的彩色花纹; B.雨后天空中呈现的彩虹; C.阳光下通过三棱镜得到的彩色条纹 D.肥皂泡上呈现的彩色环纹。
2002上海 3、如图所示为一显示薄膜干 涉现象的实验装置，P是附有 肥皂膜的铁丝圈，S是一点燃 的酒精灯。往火焰上洒些盐后， 在肥皂膜上观察到的干涉图象
应是下图中的（ ）D
一个人的整个生活既全以儿童时期所受的教导为转移，所以，除非每个人的心在小时候得到培养，能去应付人生的一切意外，否则任何机会都会错 过。——夸美纽斯 家！甜蜜的家！！天下最美好的莫过于家！ 学习不但意味着接受新知识，同时还要修正错误乃至对错误的认识。 被朋友伤害了和被陌生人伤了其实是一样的，别怀疑友情，人家不欠你的，但要提防背叛你的人。 小时候我以为自己长大后可以拯救整个世界，长大后才发现整个世界都拯救不了我。 眼要看远，脚要近迈。 上帝从不埋怨人们的愚昧，人们却埋怨上帝的不公。 一切学科本质上应该从心智启迪时开始。——卢梭 理想的书籍是智慧的铜匙。 青春如此华美，却在烟火在散场。 自然界没有风风雨雨，大地就不会春华秋实。 不去耕耘，不去播种，再肥的沃土也长不出庄稼，不去奋斗，不去创造，再美的青春也结不出硕果。
上帝从不埋怨人们的愚昧，人们却埋怨上帝的不公。 往火焰上洒些盐后，在肥皂膜上观察到的干涉图象应是下图中的（ ）
现象叫薄膜干涉． 一切学科本质上应该从心智启迪时开始。
实验现象:
不同单色光的薄膜干涉条纹 可见，波长λ越长，干涉条纹越宽
1、在薄膜干涉中，前、后表面反射光的 路程差由膜的厚度决定，所以薄膜干涉中 同一明条纹（暗条纹）应出现在膜的厚度 相等的地方．由于光波波长极短，所以微 薄膜干涉时，介质膜应足够薄，才能观察 到干涉条纹．
练习
1、下列现象属于薄膜干涉的有: （ C ）
A.在水面上的油膜呈现的彩色花纹; B.雨后天空中呈现的彩虹; C.阳光下通过三棱镜得到的彩色条纹 D.肥皂泡上呈现的彩色环纹。
大学物理光学--光的干涉 ppt课件
光波是电磁波, 包含 E和 H , 对人眼或感光物质 起作用的是 E, 称 E矢量为光矢量。 相对光强 I E 2 E是电场强度振幅
2、光源 光 是原子或分子的运动
状态变化时辐射出来 的 大量处于激发态的原子自发地 - 1.5 e V - 3.4 e V
跃迁到低激发态或基态时就辐 射电磁波（光波）。
即：光具有波粒二象性
ppt课件 3
§10.1 光的相干性
1、光的电磁理论要点
光速
光波是电磁波, 电磁波在真空中的传播速度
c
1
0 0
, 介质中 v
c
r r
而
c n r r v
1 nm =10-9 m
4
可见光的波长范围 400 nm — 760 nm
ppt课件
光强 I ——电磁波的能流密度
波 动 光 学
第10章
光的干涉
ppt课件 1
光是人类以及各种生物生活中不可或缺的要素
光的本性是什么？
两种不同的学说 ① 牛顿的“微粒说” 光是由“光微粒”组成 的。 特征：光的直线传播 、反射、折射等 ② 惠更斯的“波动说” 光是机械振动在一种所谓“以太”的 介质中传播的机械波。
特征：光的干涉、衍射和偏振等
r2
D
P x
o
x r2 r1 d sin d tan d D
k x d 当 D ( 2k 1)
干涉加强, x 处为明纹 k=0,1,2,…
2
干涉相消, x 处为暗纹 k=1,2,3,…
11
式中 k 为条纹级次 ppt课件
明纹中心的位置
nr
2
r
第2节_光程差—薄膜干涉
薄膜干涉的原理
第三章
薄膜干涉的概念
薄膜干涉的定义 薄膜干涉的原理 薄膜干涉的分类 薄膜干涉的应用
薄膜干涉的原理
薄膜干涉的定义： 指光在薄膜的两 个表面反射后叠 加产生的干涉现 象。
薄膜干涉的形成： 当光入射到薄膜 上时，一部分光 在薄膜的上表面 反射，另一部分 光进入薄膜内部 并向下表面反射。
光学薄膜的制 备
光学薄膜的应 用领域拓展
光程差与薄膜干涉的关系
第四章
光程差对薄膜干涉的影响
添加标题
光程差与薄膜干涉的关系：光在薄膜上反射和折射时，由于入射角不同，光在薄膜上的反射和折 射路径长度也会不同，从而产生光程差。
添加标题
光程差对薄膜干涉的影响：光程差的大小直接影响薄膜干涉的强度和分布。当光程差较小时，干 涉条纹较为稀疏；当光程差较大时，干涉条纹较为密集。
实验步骤：激光束 通过分束器分成两 束，分别经过薄膜 样品的前后表面反 射，再回到屏幕产 生干涉现象
实验结果：观察干 涉条纹，测量光程 差，计算薄膜厚度
实验结果及分析
实验数据记录：详细记录实验过程中的各项数据，包括光程差、干涉条纹等 数据处理与分析：对实验数据进行处理和分析，得出光程差与薄膜干涉之间的关系 实验结论：根据实验结果得出光程差与薄膜干涉的结论，验证理论预测 实验误差分析：对实验过程中可能出现的误差进行分析，提高实验精度
光学传感器的应用前景
光学传感器在光 学领域的应用前 景
光学传感器在医 疗领域的应用前 景
光学传感器在环 保领域的应用前 景
光学传感器在军 事领域的应用前 景
感谢您的观看
汇报人：
薄膜干涉在光学中 的应用
光程差与薄膜干涉的相互作用
光程差与薄膜干涉的原理 光程差与薄膜干涉的相互作用过程 光程差与薄膜干涉的相互影响 光程差与薄膜干涉的应用
13薄膜干涉-PPT文档资料
2 ne (2 k 1 )
1 2 ne ( 2 k 1 ) （ 2 k 1 )2
1
2
2
2
2
可解出k1=3， k2=2
7
(2 k 1 ) 1 1 2 e min 6 . 34 10 nm 4 n
薄膜技术的应用……增透膜、增反膜
在薄膜干涉中，光线一部分被反射，另一部分则透射 进入介质。反射光干涉极大时，光线大部分被反射。 反射光干涉极小时，光线大部分被透射。通过控制薄 膜的厚度，可以选择使透射或反射处于极大，增强表 面上的反射或者透射， 以改善光学器件的性能。称为 增透膜，增反膜。在生产中有广泛的应用。 例如：较高级的照相机的镜头由 6 个透镜组成，如不 采取有效措施，反射造成的光能损失可达 45%~90%。 为增强透光，要镀增透膜，或减反膜。复杂的光学镜 头采用增透膜可使光通量增加 10 倍。
1无半波损失，2有半波损失
n ( AB BC ) n AN 2 1
n n n 1 2 3
n n n 1 2 3
2
1、2、均无半波损失
n ( AB BC ) n AN 2 1
1、2、均有半波损失
2
n ( AB BC ) n AN 2 1
等厚条纹——同一条纹相应膜的 同一厚度。 等倾条纹——同一条纹相应入射光的 同一倾角
1
【例】分振幅干涉的反射光光程差分析 n n n 1 2 3 i n
1
N
n ( AB BC ) n AN 2 1
n n n 1 2 3
2
1有半波损失，2无半波损失
1
2
C
n2
A
B
n3 r
1 2 ne ( 2 k 1 ) （ 2 k 1 )2
1
2
2
2
2
可解出k1=3， k2=2
7
(2 k 1 ) 1 1 2 e min 6 . 34 10 nm 4 n
薄膜技术的应用……增透膜、增反膜
在薄膜干涉中，光线一部分被反射，另一部分则透射 进入介质。反射光干涉极大时，光线大部分被反射。 反射光干涉极小时，光线大部分被透射。通过控制薄 膜的厚度，可以选择使透射或反射处于极大，增强表 面上的反射或者透射， 以改善光学器件的性能。称为 增透膜，增反膜。在生产中有广泛的应用。 例如：较高级的照相机的镜头由 6 个透镜组成，如不 采取有效措施，反射造成的光能损失可达 45%~90%。 为增强透光，要镀增透膜，或减反膜。复杂的光学镜 头采用增透膜可使光通量增加 10 倍。
1无半波损失，2有半波损失
n ( AB BC ) n AN 2 1
n n n 1 2 3
n n n 1 2 3
2
1、2、均无半波损失
n ( AB BC ) n AN 2 1
1、2、均有半波损失
2
n ( AB BC ) n AN 2 1
等厚条纹——同一条纹相应膜的 同一厚度。 等倾条纹——同一条纹相应入射光的 同一倾角
1
【例】分振幅干涉的反射光光程差分析 n n n 1 2 3 i n
1
N
n ( AB BC ) n AN 2 1
n n n 1 2 3
2
1有半波损失，2无半波损失
1
2
C
n2
A
B
n3 r
普通物理学 3-3光程 薄膜干涉-14页PPT精品文档
T '
3- 3 光程 薄膜干涉
第3章 波动光学
介质中的波长 '
s1 *
n
波程差 rr2r1 s 2 *
r1
P
r2 n
相位差 2 π(T t r2 ')2 π(T t r1)
2π(r1 r2 ) 2π(r1 nr2 )
（1）光程: 媒质折射率与光的几何路程之积 = nr
3- 3 光程 薄膜干涉
当光线垂直入射时 i 0
当 n2 n1 时
r
2dn2
2
当 n3n2n1 时
r 2dn2
第3章 波动光学
n1 n2 n1
n1 n2 n3
3- 3 光程 薄膜干涉
第3章 波动光学
增透膜（减反膜）
利用薄膜干涉可以提高光学器件的透光率。
例：为了增加透射率 , 求 氟化镁膜的最小厚度。
3- 3 光程 薄膜干涉
第3章 波动光学
一、光程
光在真空中的速度 c1 00
光在介质中的速度 u1
u' c
u1 cn
介质中的波长 '
n
真空中的波长 介质的折射率
s1 *
r1
P
y1A1co2sπ(Tt r1)
s 2*
r2 n
y2
A2c
o2sπ(t r2)
(2k1), k0,1,2,
干涉减弱 (2 k 2 1 )π,k 0 ,1 ,2 ,
3- 3 光程 薄膜干涉
二、透镜不引起附加的光程差
A F
o
B A
F'
B
第3章 波动光学
焦平面
3- 3 光程 薄膜干涉
第3章 波动光学
介质中的波长 '
s1 *
n
波程差 rr2r1 s 2 *
r1
P
r2 n
相位差 2 π(T t r2 ')2 π(T t r1)
2π(r1 r2 ) 2π(r1 nr2 )
（1）光程: 媒质折射率与光的几何路程之积 = nr
3- 3 光程 薄膜干涉
当光线垂直入射时 i 0
当 n2 n1 时
r
2dn2
2
当 n3n2n1 时
r 2dn2
第3章 波动光学
n1 n2 n1
n1 n2 n3
3- 3 光程 薄膜干涉
第3章 波动光学
增透膜（减反膜）
利用薄膜干涉可以提高光学器件的透光率。
例：为了增加透射率 , 求 氟化镁膜的最小厚度。
3- 3 光程 薄膜干涉
第3章 波动光学
一、光程
光在真空中的速度 c1 00
光在介质中的速度 u1
u' c
u1 cn
介质中的波长 '
n
真空中的波长 介质的折射率
s1 *
r1
P
y1A1co2sπ(Tt r1)
s 2*
r2 n
y2
A2c
o2sπ(t r2)
(2k1), k0,1,2,
干涉减弱 (2 k 2 1 )π,k 0 ,1 ,2 ,
3- 3 光程 薄膜干涉
二、透镜不引起附加的光程差
A F
o
B A
F'
B
第3章 波动光学
焦平面
光的干涉(第02课时)(高中物理教学课件)
一.薄膜干涉
一.薄膜干涉
彩色的油膜
彩色的昆虫翅膀
彩色的金属的表面
彩色的照相机镜头
二.薄膜干涉的应用
1.检查平面
在被测平面上放一个透明的样板，在样 板的一端垫一个薄片，使样板的标准平 面与被测平面之间形成一个楔形空气薄 层。用单色光从上面照射，空气层的上 下两个表面反射的两列光波发生干涉。 空气层厚度相同的地方，两列波的路程 差相同，两列波叠加时相互加强或相互 削弱的情况也相同。所以，如果被测表 面是平的，干涉条纹就是一组平行的直 线（图甲）；如果干涉条纹发生弯曲，就表明被测表面不平（图 乙）。这种测量的精度可达10－6cm。 问题：图乙中，弯曲的干涉条纹说明被检查的平面在此处是凹下 还是凸出？ 答：凹下。（右边垫高，左凹右凸） 问题：如果右侧垫两块薄片，条纹会发生什么变化？答：条纹变密
条件：亮条纹
暗条纹
: :
x x
2k
2 (2k
1)
2
k
0.1.2膜会观察到什么现象？
原理：薄膜上不同颜色的光的条纹的明暗位置不同，相 互交错叠加。 现象：明暗相间的彩色水平条纹（干涉中的色散） 问题：要观察薄膜干涉应该在光源的同一侧还是光源的 另一侧？
解：光和虚像间距2a相当于双缝间距
故表达式为：x l
2a
注意：洛埃镜存在半波损失，故中央 是暗纹（平面镜延长线与光屏交点处）
祝你学业有成
2024年4月28日星期日8时27分43秒
比前表面反射光多半波长的奇数倍时满足条件
增透膜
2d (2k 1) d (2k 1) 0 ，(k 0.1.2...)
2
4n
最小厚度d 0 (介质中波长 1 )
4 4n
4
第2节_光程差—薄膜干涉
2 2 2 1 2
k
减弱
13
讨论：
2d n n sin i 2
2 2 2 1 2
1.如果照射到薄膜上的是平行入射光，入射角一定，则不同的薄膜厚度就有不同的 光程差，也就有不同的干涉条纹。这种一组干涉条纹的每一条对应薄膜一厚度的干
涉，称为等厚干涉。
2.如果光源是扩展光源，每一点都可以发出一束近似平行的光线，以不同的入射角 入射薄膜，在反射方向上放一透镜，每一束平行光会在透镜焦平面上会取聚一点。 当薄膜厚度一定时，在透镜焦平面上每一干涉条纹都与一入射角对应，称这种干涉 为等倾干涉。
6
例3.如图所示,用波长为 的单色光照射双缝干 涉实验装置,并将一折射率为 n、劈角为 a （a 很小）的透明劈尖 b 插入光线 2 中.设缝光源 S 和屏 c 上的 o 点都在双缝 S1 和 S2 在中垂线上. 问要使 o 点的光强由最亮变为最暗,劈尖 b 至少 c 应向上移动多大距离 d ( 只遮住S2 ) ?
解：上下表面反射都有半波损失，计算光程差时 不必考虑附加的半波长，设膜厚为 e
A
B
Si
2ne 2k 1 , k 1,2 2 k 8 B 处第 8 条暗纹对应上式
B处暗纹
SiO2 膜
2k 1 e 1.5 10 3 mm
4n
23
五、牛顿环
o
将一块半径很大的平凸镜与一块 平板玻璃叠放在一起。
1 n 1 l2 k 2
(2)
S
S1 S2
b
c
1 2
1 n 1 l2 l1 2
由图可求出：
(2) (1)得：
o
k
减弱
13
讨论：
2d n n sin i 2
2 2 2 1 2
1.如果照射到薄膜上的是平行入射光，入射角一定，则不同的薄膜厚度就有不同的 光程差，也就有不同的干涉条纹。这种一组干涉条纹的每一条对应薄膜一厚度的干
涉，称为等厚干涉。
2.如果光源是扩展光源，每一点都可以发出一束近似平行的光线，以不同的入射角 入射薄膜，在反射方向上放一透镜，每一束平行光会在透镜焦平面上会取聚一点。 当薄膜厚度一定时，在透镜焦平面上每一干涉条纹都与一入射角对应，称这种干涉 为等倾干涉。
6
例3.如图所示,用波长为 的单色光照射双缝干 涉实验装置,并将一折射率为 n、劈角为 a （a 很小）的透明劈尖 b 插入光线 2 中.设缝光源 S 和屏 c 上的 o 点都在双缝 S1 和 S2 在中垂线上. 问要使 o 点的光强由最亮变为最暗,劈尖 b 至少 c 应向上移动多大距离 d ( 只遮住S2 ) ?
解：上下表面反射都有半波损失，计算光程差时 不必考虑附加的半波长，设膜厚为 e
A
B
Si
2ne 2k 1 , k 1,2 2 k 8 B 处第 8 条暗纹对应上式
B处暗纹
SiO2 膜
2k 1 e 1.5 10 3 mm
4n
23
五、牛顿环
o
将一块半径很大的平凸镜与一块 平板玻璃叠放在一起。
1 n 1 l2 k 2
(2)
S
S1 S2
b
c
1 2
1 n 1 l2 l1 2
由图可求出：
(2) (1)得：
o