薄膜干涉条纹方向怎么判断,干涉条纹数目与什么有关 -凯发k8娱乐

薄膜干涉:由薄膜的上,下表面反射(或者折射)的光相遇而产生干涉

它分为:等厚干涉和等倾干涉

等厚:厚度相同的地方形成同一级的干涉条纹

等倾:倾角相同的光形成同一级的干涉条纹

而两种干涉类型的相位差形式是类似的:

(可能需要考虑半波损失)

其中,

为膜的折射率,

为膜厚,

为入射角(也即倾角)

条纹的性质:一般考虑条纹的级数序列,条纹的移动规律,相邻条纹的间距等。以暗条纹为例(只考虑单色光):

1.等倾干涉:

不变

级数序列:薄膜越厚,级数越高

移动规律:增加膜厚,级数变高——整体而言,相当于条纹向级数变小方向移动

条纹间距:看

的变化是否均匀线性,看具体的装置而定

【牛顿环:明暗相间 内疏外密 的 圆环纹

锲形平板:明暗相间 均匀分布 的 直条纹】

2.等厚干涉:

不变

级数序列:内高外低 【入射角

越大,级数越低】

条纹间距:内疏外密

级对应

,

级对应

(等式左边用泰勒级数展开:

假设

的值相差很小,则:

如此便有:

(入射角度越大,条纹间距越密)

移动规律:

(1)追条纹法(

(倾角变大,条纹向级数小的方向移动,对应由内向外移动)

(2)定点观察法(

):

(级数变小,条纹向倾角变大的方向移动,对应由内向外移动)

干涉:同频率,相差一定的两束光叠加后光强重新分布的现象。

薄膜干涉的两个重点是等倾干涉和等厚干涉

区分两种干涉的关键是,两种情况推得的光程差都是2nhcosi,研究等厚干涉时,我们令入射光的角度i=90度,这样光程差只与h有关;研究等倾干涉时,我们令h不变,此时改变的是i。

等厚干涉主要例子有空气劈尖和牛顿环。

当平行单色光垂直入射时,上下表面的反射光形成相干光。在空气劈尖中,等厚线是直线,故干涉图样是平行直线;在牛顿环中,等厚线是圆,因此条纹是同心圆环。

值得注意的是,在空气劈尖中,两相邻条纹的距离l,lsinθ=波长/2,θ确定了,所以l只与波长有关,入射光为单色光时,条纹等间距。

但是,牛顿环中,明暗条纹所对应的厚度d=r^2/2 r,d与条纹圆的半径的平方成正比,由函数图像可得,当r越接近r,干涉条纹越密集。

特别的是,牛顿环中心的空气厚度d=0,若无半波损失,则应该为亮纹。由于由光疏到光密,反射有半波损失,故中心为暗纹。

等倾干涉

通过改变入射角度(也是分振幅法的一种)来获得相干光。以相同角度入射的光产生的光束具有相同的光程差,从而对应于干涉图样中的一条条纹。公式好难打。。。

光程差δ=2d(n^2-n1^2sin^2i)^(1/2)

i越大,δ越小

此外,相邻明纹间距不等。类似牛顿环,中间疏,外密。但是,由于光线经历了两次光疏到光密的反射,故无附加光程差,中间为明纹。

应用有:

增透膜和增反膜

简言之,前者为了减少透镜的反射光,利用控制膜的厚度使得薄膜上下表面的反射光干涉相消。

后者就是干涉加强。

细节就是控制材料n的大小和顺序。emmmm有空续更

目录: 空山新雨后:大物学习笔记(目录)?zhuanlan.zhihu.com

(大家也都注意到了,这部分的知识都是前面波动的知识,没什么新知识。所以我也就没有按照之前的知识要点一点点讲,而是按照书上的一个个模型讲。就可能显得有点散乱。而且这些模型也只是典型模型,很明显不能覆盖所有的内容,这部分解题还是要注意灵活性的,会用到很多三角函数之类的几何知识。考的简单的话,肯定就是直接书上的模型了,带公式,秒杀)

(至于干涉、衍射、折射、反射等是什么,这些在前面的波动学都是有讲的,这里就不细致地再给大家讲了,就直接用。)

等倾干涉

平行光线经过薄透镜,光程相同:在干涉和衍射实验中,常常用薄透镜将平行光线会聚成一点,而不会引起附加的光程差,只能改变光波的传播方向。这个证明是数学的问题,就像平行光垂直准线射入抛物线会汇聚于焦点

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