文档介绍：薄膜等厚干涉
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一、薄膜干涉
我们知道，两束光产生干涉的条件（又称相干条件）为：
(1) 频率相同；(2). 相位差恒定；(3). 光矢量振动方向相同
我们讲的薄膜指的是由透明介质形成的厚度很薄的一层薄膜等厚干涉
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一、薄膜干涉
我们知道，两束光产生干涉的条件（又称相干条件）为：
(1) 频率相同；(2). 相位差恒定；(3). 光矢量振动方向相同
我们讲的薄膜指的是由透明介质形成的厚度很薄的一层介质膜。
反射光2
反射光1
S
1
2
·
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过A点向b光线作一垂线AD，自A和D到透镜的焦点的距离相等，所以a光和b光的光程差就产生于自A点起a光在薄膜内所走光程同b光所走的光程之差。
由前面所学知，当光从光疏介质射向光密介质，在分界面反射时有半波损失。即
A、C两点的距离很近，薄膜厚度可近似看着相等，为d
反射光2
反射光1
S
1
2
·
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反射光2
反射光1
S
1
2
·
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2、对于厚度均匀的平面薄膜来说,光程差是随着光线的倾角(入射角)而变化,这样不同的干涉明条纹和暗条纹相应的具有不同的倾角,而同一干涉条纹上的各点都具有同样倾角,这种干涉条纹叫等倾干涉。
3、对透射光来说,也有干涉现象,无半波损失
当反射光相互加强时,透射光将相互减弱,反之亦然,它们互补
4、上面讨论的是单色光,若所用的是复色光,则由于各种波长的光各自在薄膜表面形成自己的一套干涉条纹，互相错开，因而在薄膜表面形成彩色的花纹。
5、观察薄膜干涉，对膜的厚度有无限制呢？
若膜的厚度太大，会使光程差 大于光源的相干长度。
１、如果照射到薄膜上的光都是以相同入射角入射,即两光线相干点的光程差只由薄膜的厚度决定,由此干涉图样中同一条干涉条纹下面所对应的膜厚是一样,这种条纹称为等厚干涉条纹。
讨论:
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尖劈状肥皂膜的干涉图样(左图为倒象)
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1. 劈尖干涉
l
dk
dk+1
明纹中心
暗纹中心
两块平面玻璃片，一端接触，另一端夹一薄纸片，即在两玻璃片之间形成一劈尖型的空气薄膜，劈尖的夹角 很小（秒数量级）
当平行单色光垂直玻璃表面入射时，在空气劈尖上下表面引起的反射光将形成相干光，
同一明条纹或同一暗条纹都对应相同厚度的空气层
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2. 光垂直入射时,两相邻条纹对应的空气层厚度差都等于
相邻条纹之间距
l
dk
dk+1
明纹中心
暗纹中心
讨论
3. 空气劈尖顶点处是一暗纹,这是半波损失的一个有力证明。
1、干涉特点：在与棱平行的地方空气层厚度处处相等，所以干涉条纹是平行棱的明暗相间的直条纹
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设劈尖夹角 ，相邻明条纹(或暗条纹)之间距离 l
则
l
dk
dk+1
明纹中心
暗纹中心
实际用途；
1. 测量微小角度或细丝直径
例：将细丝放在两块平面玻璃板之间，如图，已知用绿光，
D
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不变，只增减薄膜厚度，则等厚干涉条纹并不改变其条纹
间距，而只发生条纹移动，厚度增加，条纹向棱的方向移动，
即厚度每增加 时，条纹向下移动一级，数出条纹移动的数
目，即可测知厚度改变多少。(测量精度达 以上)。干涉膨
胀仪就是根据这种原理形成的，用它可以测量很小的固体样品的
热膨胀系数。
2． 测量长度的微小改变
·
·
·
·
薄膜上表面
面上移
移动后条纹位置
移动前条纹位置
k
k-1
k
k+1
干涉条纹的移动
Δh
待测块规
标准块规
平晶
待测样品
石英环
平晶
干涉膨胀仪
等厚条纹的应用
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如图，待测工件表面上放一平板
玻璃，使其之间形成空气劈尖。以单
色光垂直照射玻璃表面，用显微镜观
察干涉条纹。由于工件表面不平，观
察到的条纹如图，根据条纹的弯曲方
向，说明工件表面上的纹路是凹还是
凸？纹路深度或高度可表示为
解:同一条纹所对应的空气膜厚度是相等的
B点的厚度>C点的厚度
凹厚度每增加时，条纹向下移动一级，
即移动b,现在条纹移动了a,所对应的厚度
变化
即可测量工件与标准板的偏差值。
等厚条纹
待测工件
平晶
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