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§17-5 薄膜干涉—等厚条纹
1. 等厚干涉条纹
i
b
a
a’
b’
A
B
C
当一束平行光入射到厚度不均匀的透明介质薄膜上,如图所示,两光线 a 和b 的光程差:
当 i 保持不变时,光程差仅与膜的厚度有关,凡厚度相同的地方光程差相同,从而对应同一条干涉条纹---
等厚干涉条纹。
为此,明纹和暗纹出现的条件为:
明纹
暗纹
实际应用中,通常使光线 垂直入射膜面,
即,光程差公式简化为:
等厚干涉条纹
:为因为半波损失而生产的附加光程差。
当薄膜上、下表面的反射光都存在或都不存在半波损失时,其光程差为:
当反射光之一存在半波损失时,其光程差应加上附加光程/2 ,即:
等厚干涉条纹
劈尖:薄膜的两个表面是平面,其间有很小夹角。
2. 劈尖膜
劈尖干涉光程差的计算
=2ne
n
·
A
反射光2
反射光1
入射光(单色平行光垂直入射)
e
空气介质
+/2
当光从光疏介质入射到光密介质的表面反射时
劈尖膜
B
劈尖明暗条纹的判据
当光程差等于波长的整数倍时,出现干涉加强的现象,形成明条纹;当光程差等于波长的奇数倍时,出现干涉减弱的现象,形成暗条纹。
明纹
暗纹
劈尖膜
……
劈尖干涉条纹的特征
(1)明、暗条纹处的膜厚:
一系列明暗相间的、平行于棱边的平直条纹。
劈尖膜
劈尖干涉条纹的特征
(2)相邻明纹(或暗纹)所对应的薄膜厚度之差
e = ek+1-ek
= (2k+1)/4n - (2k-1)/4n
= /2n
相邻明纹(或暗纹)所对应的薄膜厚度之差相同。
e k
ek+1
e
明纹
暗纹
劈尖膜
劈尖干涉条纹的特征
(3)两相邻明纹(或暗纹)的间距
结论:
越小,条纹越疏;反之则密。如过大,条纹将密集到难以分辨,就观察不到干涉条纹了。
L= e/sin
≈e/
≈/2n
L
e
明纹
暗纹
L
e
劈尖膜
劈尖干涉条纹的特征
劈尖干涉条纹是一系列明暗相间的、等间距分布的、平行于棱边的平直条纹。
劈尖干涉条纹
劈尖膜