1、第四节5.9光学基础光学基础本章主要内容：波动光学本章主要内容：波动光学光的干涉光的干涉(Interference )；光的衍射光的衍射(Diffraction of Light )；光的偏振性（横波光的偏振性（横波 Polarization of Light ）。）。一、光谱一、光谱可见光区红外区紫外区紫光红光 (nm)光在人眼视觉范围内的波段为光在人眼视觉范围内的波段为400nm 760nm。可见光二、光的本质二、光的本质光具有光具有波动性波动性和和粒子性粒子性，合称，合称波粒二象性波粒二象性。 光的波动性光的波动性是指是指光是某一波段的电磁波光是某一波段的电磁波。光在不同媒光在不同媒质的
2、分界面上会发生质的分界面上会发生反射反射和和折射折射现象；在传播过程中出现现象；在传播过程中出现干涉干涉、衍射衍射和和偏振偏振等现象。等现象。 光在真空中的传播速度为：光在真空中的传播速度为：smc/1038 光的粒子性光的粒子性是指是指光是由单个的光子构成的光是由单个的光子构成的。光电效。光电效应实验可以证明这一点。应实验可以证明这一点。2. 电磁波是电场强度电磁波是电场强度 与磁场强度与磁场强度 的矢量波的矢量波;)(cos0urtEE)(cos0urtHHEH1. 光是电磁波光是电磁波, 其波动方程是什么其波动方程是什么?3. 光矢量光矢量: 对人眼和感光仪器起作用的主要是电场强对人眼和
3、感光仪器起作用的主要是电场强度度E, 所以人们称所以人们称电场强度电场强度E E为光矢量为光矢量.)(cos0urtEE光波(一一)、光源的发光机制：、光源的发光机制：普通光源：普通光源：自发辐射。自发辐射。每一个分子和原子都相当于每一个分子和原子都相当于一个小光源，一个小光源，(1)它们发出的光的振幅、相位、振动它们发出的光的振幅、相位、振动方向各不相同；方向各不相同；(2)原子发光是间歇的，眼睛感觉到原子发光是间歇的，眼睛感觉到的光强是平均光强的光强是平均光强; （3）波列的长度即相干长度。）波列的长度即相干长度。 独立独立(不同原子发的光不同原子发的光)独立独立(同一原子先后发的光同一原
4、子先后发的光)能级跃迁辐射能级跃迁辐射高能级高能级E2低能级低能级E1光子光子结论：结论：普通光源普通光源不是相干光源。不是相干光源。1.频率相同；频率相同；2.振动方向一致；振动方向一致；3.有恒定的相位差；有恒定的相位差；两束光：两束光：u来自两个普通光源或同一个光源的不同部分来自两个普通光源或同一个光源的不同部分的光相遇叠加时，不可能产生干涉现象。的光相遇叠加时，不可能产生干涉现象。 普通光源：普通光源：太阳光、电灯、手电筒、煤油灯太阳光、电灯、手电筒、煤油灯等发等发出来的光，没有干涉现象发生，出来的光，没有干涉现象发生，为什么？为什么？ 因为它们不是相干波源，发射的光波不是相干波，因为
5、它们不是相干波源，发射的光波不是相干波，所以普通光相遇，没有干涉现象发生。所以普通光相遇，没有干涉现象发生。相干光 一入射波传播到带有小孔的屏时，不论入射波的波阵面是什么形状，通过小孔时，在小孔的另一侧都产生以小孔作为点波源的前进波，可将其抽象为从小孔处发出的一种次波或子波，其频率与入射波频率相同。（三）、相干光的获得（三）、相干光的获得1. .分波阵面法分波阵面法2. .分振幅法分振幅法 在点光源的同一波面上取两个点，使这两点发在点光源的同一波面上取两个点，使这两点发出的子波出的子波经过不同的路径后再相遇经过不同的路径后再相遇产生干涉的方法为产生干涉的方法为分波阵面法分波阵面法。如杨氏双缝干
6、涉实验。如杨氏双缝干涉实验。 一束光线经过介质薄膜界面的反射与折射，形成一束光线经过介质薄膜界面的反射与折射，形成的两束光线产生干涉的方法为的两束光线产生干涉的方法为分振幅法分振幅法。如薄膜、劈。如薄膜、劈尖、牛顿环等。尖、牛顿环等。 原理：原理：使一个使一个点光源点光源的的同一个点同一个点发出的光分成两发出的光分成两个或两个以上的相干光束，使它们各经过不同的路径个或两个以上的相干光束，使它们各经过不同的路径后再相遇以产生干涉。后再相遇以产生干涉。1S S分波阵面法分波阵面法波源波源相干光的产生方法：相干光的产生方法：分波阵面法分波阵面法*光源光源1s2s分振幅法分振幅法一一. 杨氏双缝干涉实
7、验杨氏双缝干涉实验一、一、 杨氏双缝干涉实验杨氏双缝干涉实验DxOP1r2rsin12drr S 线光源，线光源，G 是一个遮光屏，其上有两条与是一个遮光屏，其上有两条与 S 平行的狭缝平行的狭缝S1、S2，且与，且与S 等距离，因此等距离，因此S1、S2 是相干光源，且相位相同；是相干光源，且相位相同； S1、S2 之间的距离是之间的距离是d ，到屏的距离是，到屏的距离是D。干涉条纹干涉条纹I光强分布S1S2SdG点的波程差为发出的光波到，由PSS21单色光单色光分波阵面法分波阵面法在在P点发生相长干涉的条件为点发生相长干涉的条件为) 1 (, 2 , 1 , 012kkrr在在P点发生相消
8、干涉的条件为点发生相消干涉的条件为)(,k)k(rr2321021212 P点处出现明条纹点处出现明条纹P点处出现暗条纹点处出现暗条纹 波程差为其它值的点波程差为其它值的点,光强介于最明与最暗之间。光强介于最明与最暗之间。因此上述两条纹分别是因此上述两条纹分别是明纹中心和暗纹中心明纹中心和暗纹中心。 相邻两明纹或暗纹间的距离为：相邻两明纹或暗纹间的距离为： Dtgx由图可知：, 2 , 1 , 0kdDkx暗纹中心的位置：暗纹中心的位置：, 3 , 2 , 12) 12(kdDkxdDx PS1S2SDxOd1r2r当当很小时，即很小时，即Dd,Dxtg sin代入代入(1)、(2)式，可得式
9、，可得明纹中心的位置：明纹中心的位置：说明：说明：1. x=0时，对应于零级明条纹零级明条纹; 光程差=0;2. 在零级明条纹两侧对称分布着第一级、第二级第k级明条纹；3. 杨氏双缝干涉图样的干涉条纹是等间隔、对称分布等间隔、对称分布的0 n=-1n=-2n=-3n=-4n=-5n=1 n=2 n=3 n=4 n=5 杨氏双缝干涉条纹的特点：杨氏双缝干涉条纹的特点：1. 屏幕中心为零级亮条纹，两侧为平行等间距的明暗屏幕中心为零级亮条纹，两侧为平行等间距的明暗相间条纹；相间条纹；4. 当当D 、 一定时，一定时，x与与d成反比，成反比，d越小，条越小，条纹分辨越清。纹分辨越清。3. 干涉条纹不仅
10、出现在屏上，凡是两光束重叠的区域干涉条纹不仅出现在屏上，凡是两光束重叠的区域都存在干涉，故杨氏双缝干涉属于非定域干涉。都存在干涉，故杨氏双缝干涉属于非定域干涉。 dDx 2. 条纹间距：条纹间距：应用：应用： 利用干涉条纹间距，测量未知光波的波长利用干涉条纹间距，测量未知光波的波长;1 k2 k3 kk=0 x05. x与与 成正比，用成正比，用白光白光做光源时，除中央明纹是白光外，其做光源时，除中央明纹是白光外，其它各级条纹是彩色条纹，它各级条纹是彩色条纹，紫在内红在外紫在内红在外；6.1与与 2为整数比时，某些级次的条纹发生重叠。为整数比时，某些级次的条纹发生重叠。 k11=k22，高级次
11、的条纹发生交叠而模糊不清。高级次的条纹发生交叠而模糊不清。白光入射的杨氏双缝干涉照片白光入射的杨氏双缝干涉照片红光入射的杨氏双缝干涉照片红光入射的杨氏双缝干涉照片讨论题：讨论题：1. 如果用两个灯泡分别照亮如果用两个灯泡分别照亮S1、S2缝，能否看到干涉条纹？缝，能否看到干涉条纹？2. S1缝后贴一红色玻璃纸，缝后贴一红色玻璃纸，S2缝后贴一绿色玻璃纸，能否看到缝后贴一绿色玻璃纸，能否看到干涉条纹？干涉条纹？例题：例题：在双缝干涉实验中，在双缝干涉实验中，双缝与屏的间距双缝与屏的间距D=1m，双缝间距，双缝间距d=0.2mm，屏幕上，屏幕上第二级明条纹位置为第二级明条纹位置为x=6.2mm，求
12、光波的波长？，求光波的波长？dDx 解：解：nm 620, 2 , 1 , 0kdDkx杨氏双缝干涉杨氏双缝干涉, 要求明确以下问题：要求明确以下问题：1、如何获得的相干光；、如何获得的相干光； 2、明、暗纹条件公式；、明、暗纹条件公式； 3、干涉条纹特点：、干涉条纹特点：形状、形状、间距、间距、 级次位置分布级次位置分布； 一定时，若一定时，若 变化，则变化，则 将怎样变化？将怎样变化？Dd、x1）讨论讨论)1(k条纹间距条纹间距: dDx=700nm 550nm 400nm=700nm 550nm 400nm2） 条纹间距条纹间距 与与 的关系如何？的关系如何？xd 一定时，一定时，D、)
13、1(k条纹间距条纹间距: dDx三三 . 劳埃镜实验劳埃镜实验1sPM2sdDPL半波损失半波损失注意注意光在界面反射时相位发生突变的现象光在界面反射时相位发生突变的现象,称为半波损失现象称为半波损失现象;4.半波损失半波损失(1 ) 当光从折射率当光从折射率大大的的光密介质光密介质，入射于折射率入射于折射率小小的的光疏介质光疏介质时，反射光没有半波损失。时，反射光没有半波损失。(2) 当光从折射率当光从折射率小小的光疏介质，的光疏介质，正入射或掠入射正入射或掠入射于折射率于折射率大大的光的光密介质时，则反射光有半波损失。密介质时，则反射光有半波损失。1n2n21nn 1n2n21nn 有有半
14、波损失半波损失没有没有半波损失半波损失二二. 洛埃镜实验洛埃镜实验当屏幕当屏幕W移至移至B处，从处，从 S 和和 S 到到B点的光程差为零，但是观点的光程差为零，但是观察到暗条纹，察到暗条纹，验证了反射时有验证了反射时有半波损失存在，反射光具有半波损失存在，反射光具有 的相位突变的相位突变。S SMLdpQ pQBA光栏W5.5 光程差光程差 薄膜干涉薄膜干涉2叫光程差叫光程差光程光程：光在某一媒质中行进的几何路程：光在某一媒质中行进的几何路程r与该媒质的与该媒质的折射率折射率n的乘积的乘积nr叫做叫做光程光程。相位差与光程差的关系相位差与光程差的关系光在介质中传播，通过路径为r时，相位的改变
15、为：r2nncn对于折射率为n的介质，波长为：1122rnrn其相应相位的改变为：nr2一. 光程差光程差 光在真空中的波长光在真空中的波长，速度，速度c，在折射率为，在折射率为n1的介质的介质中的波长为中的波长为1，速度为，速度为 1，则，则1111ncnPS1S2r1 n1r2 n2)/(2cos)/(2cos22221111rtAyrtAy11222rnrnn由此可知：相位差不只由几何路程之差由此可知：相位差不只由几何路程之差 (r2r1) 决决定，而决定于光程差定，而决定于光程差 (n2 r2 n1r1) 。一、一、光程差光程差 dnrr12212 1122rnrn 例如：光程差的计算
16、例如：光程差的计算 dnrrnddrr11212 例例、杨氏双缝干涉实验中，若在下缝杨氏双缝干涉实验中，若在下缝S2盖住一均匀介质，盖住一均匀介质，折射率为折射率为n(1)，厚度为，厚度为t，则中央明纹向，则中央明纹向 平移，平移，n若所用波长为若所用波长为 550nm, 中央明纹将被第六级明纹取代，中央明纹将被第六级明纹取代，设设t=5.5m, 折射率为折射率为 。下下1.60)1(1)(tnrnttr6.1166)1(tntntnrrS1S2O例题例题杨氏双缝干涉实验中，双缝间距为杨氏双缝干涉实验中，双缝间距为0.45 mm，所用波，所用波长为长为 540nm的光照射，的光照射，(1) 要
17、使光屏上条纹间距为要使光屏上条纹间距为1.2mm，光屏距离双缝多远？，光屏距离双缝多远？(2)若用折射率为若用折射率为1.5，厚度为厚度为9.0 m的的薄玻璃片盖住薄玻璃片盖住S2缝，则干涉条纹如缝，则干涉条纹如何变化？中央明纹如何平移？何变化？中央明纹如何平移？干涉条纹整体向下平移干涉条纹整体向下平移10mm;解：中央明纹对应：解：中央明纹对应： 0tnr1r2xo中央明纹中央明纹0)1()1(12xDdtnrrtnx =-10 mmS1S2补充例补充例2两个狭缝分别用两个狭缝分别用n1=1.4和和n2=1.7的厚的厚度相同的玻璃片遮盖，在光屏上原来的中央明度相同的玻璃片遮盖，在光屏上原来的
18、中央明纹处，现在为第纹处，现在为第5级明纹所占据，若级明纹所占据，若 600nm600nm，求玻片厚度（设玻片垂直光路）？求玻片厚度（设玻片垂直光路）？tn2rrS1S2tn15)(12tnnmnnt 10)(512O例题例题5.15 杨氏双缝干涉实验中，双缝间距为杨氏双缝干涉实验中，双缝间距为0.2mm，所用波长为所用波长为 550nm的光照射，光屏距离双缝的光照射，光屏距离双缝D2m，求：中央明纹两侧的两条第求：中央明纹两侧的两条第10级明纹中心的间距，级明纹中心的间距，(2)若用折射率为若用折射率为1.58，厚度为，厚度为6.6 m的的薄玻璃片盖薄玻璃片盖住住S2缝，则零级中央明纹如何平
19、移？缝，则零级中央明纹如何平移？例例在杨氏双缝实验中，当作如下调节时，屏幕上的在杨氏双缝实验中，当作如下调节时，屏幕上的干涉条纹将如何变化？干涉条纹将如何变化？ （1）将整个装置全部浸入水中；）将整个装置全部浸入水中；（2）使两缝之间的距离逐渐减小；）使两缝之间的距离逐渐减小；（3）保持双缝的间距不变，使双缝）保持双缝的间距不变，使双缝与屏幕的距离逐渐减小；与屏幕的距离逐渐减小；（4）用一很薄的玻片覆盖狭缝）用一很薄的玻片覆盖狭缝S1；中心不变，间距变小中心不变，间距变小中心不变，间距变大中心不变，间距变大中心不变，间距变小中心不变，间距变小中心改变，间距不变中心改变，间距不变dDx 薄透镜的
20、等光程性薄透镜的等光程性从物点从物点S发出的光经透镜发出的光经透镜L后能会聚成一个明亮的像点后能会聚成一个明亮的像点S ，而平行光通，而平行光通过透镜后也能会聚于焦平面上形成一过透镜后也能会聚于焦平面上形成一亮点亮点，说明同相位的光经透镜后到说明同相位的光经透镜后到达会聚点时仍是同相位的，即达会聚点时仍是同相位的，即薄透镜不会对光产生附加的光程差薄透镜不会对光产生附加的光程差；解释：通过透镜中部的光其解释：通过透镜中部的光其几何路径最短几何路径最短，但它却通过，但它却通过透镜最厚透镜最厚的地方，的地方，在越边缘的光通过透镜的厚度越小由于在透镜中的光程是透镜外的在越边缘的光通过透镜的厚度越小由于
21、在透镜中的光程是透镜外的n倍，所以中部透镜中的光程倍，所以中部透镜中的光程补偿补偿了该光路在透镜外较短的光程了该光路在透镜外较短的光程;薄透镜不会产生附加的光程差，通过薄透镜的近轴光线具有等光程性薄透镜不会产生附加的光程差，通过薄透镜的近轴光线具有等光程性。 薄膜指：油膜、肥皂膜、夹在两块玻璃板之间的空薄膜指：油膜、肥皂膜、夹在两块玻璃板之间的空气薄层或其它流体薄层。气薄层或其它流体薄层。v薄膜的两个表面是相互平行的平面，薄膜的两个表面是相互平行的平面，叫叫平行平面膜平行平面膜。v薄膜的两个表面互成一个小角度时，薄膜的两个表面互成一个小角度时，叫叫劈形膜或劈尖劈形膜或劈尖光线以入射角光线以入射
22、角i射向厚度为射向厚度为d、折射率为、折射率为n的薄膜，的薄膜， 分别被薄膜分别被薄膜的上下表面反射的两束光，的上下表面反射的两束光，在薄膜上方相遇（透镜焦平面）在薄膜上方相遇（透镜焦平面）发生干涉发生干涉。设定。设定n2n1，注意有，注意有半波损失半波损失。(一一). 平行平面膜干涉平行平面膜干涉1n2nabc12id1nracbd1n1n2ndir 二、薄膜干涉二、薄膜干涉分振幅干涉分振幅干涉被薄膜的上下表面反射的两束光的光程差为：被薄膜的上下表面反射的两束光的光程差为：2222122 isinnnd212 adn)bcab(nrdbcabcosrtgdac 2iaciacadsin)90
23、cos(rsinnisinn21 1n2nabc12idr1nn2两侧介质相同两侧介质相同，薄膜上，薄膜上下表面反射的两束光下表面反射的两束光中中一一束有半波损失束有半波损失isinnnd221222 透射光中，透射光中，薄膜上下薄膜上下表面反射的两束光表面反射的两束光中中均无半波损失。均无半波损失。反射光束反射光束透射光束透射光束 暗纹暗纹明纹明纹,k)k(,kkisinnnd2102123212222122 此式表明，光程差决定于倾角此式表明，光程差决定于倾角 i 和薄膜厚度和薄膜厚度d 2202 dni，当当光光线线垂垂直直入入射射时时反射光明暗干涉条纹的条件是：反射光明暗干涉条纹的条件
24、是： 暗纹暗纹明纹明纹,k)k(,kkdn210212321222 结论结论透射光与反射光互补！透射光与反射光互补！反射光干涉加强时，透反射光干涉加强时，透射光干涉削弱；射光干涉削弱；ACBN3n1n2ndi透射光明暗干涉条纹的条件是：透射光明暗干涉条纹的条件是： 暗纹暗纹明纹明纹,k)k(,kkdn21021232122 等厚干涉等厚干涉暗纹明纹, 2 , 1 , 02) 12(, 3 , 2 , 122kkkknd表明：每一级次的明纹或暗纹都与一定的膜厚相对应，薄膜薄膜上具有相同厚度的点形成同一级次的干涉条纹上具有相同厚度的点形成同一级次的干涉条纹，顾名思义，称为等厚干涉等厚干涉。1.薄膜
25、上厚度相同的点的轨迹是一直线一直线，则干涉条纹的形状就是一直线，如劈尖干涉劈尖干涉。2.薄膜上厚度相同的点的轨迹是一个圆一个圆，则干涉条纹为圆环，如牛顿环牛顿环。入射角入射角i不变，不变，令其为令其为i=0设有两块平面玻璃片，一端接触，另一端用一薄片隔开，两玻璃片之间形成劈尖状空气层空气劈尖空气劈尖设折射率为设折射率为n , 劈尖角是劈尖角是，当光线垂直入射在厚度为，当光线垂直入射在厚度为d处时处时. 被劈尖的上下两个表面反射的两束光形成干涉，其中一束光被劈尖的上下两个表面反射的两束光形成干涉，其中一束光有半波损失，两束光的光程差为有半波损失，两束光的光程差为:22 nd产生与棱边平行、明产生
26、与棱边平行、明暗相间的直条纹。暗相间的直条纹。一劈尖干涉一劈尖干涉明暗条纹都产生在劈尖的上表面，同一级条纹对应的空气明暗条纹都产生在劈尖的上表面，同一级条纹对应的空气劈尖厚度相同，所以劈尖干涉条纹是一系列平行于劈尖棱劈尖厚度相同，所以劈尖干涉条纹是一系列平行于劈尖棱边的明暗相间的直条纹，称为边的明暗相间的直条纹，称为薄膜等厚干涉薄膜等厚干涉。 1.产生明、暗条纹的条件是：产生明、暗条纹的条件是：暗纹明纹,k)k(,kknd21021232122因而形成暗 纹20在劈尖 棱劈尖，d相邻两明纹或暗纹对应的厚度差为相邻两明纹或暗纹对应的厚度差为d 则，则，ndddkk21得得:劈尖相邻级次的薄膜厚度
27、劈尖相邻级次的薄膜厚度差为膜内光波长的一半。差为膜内光波长的一半。相邻两明纹或暗纹相邻两明纹或暗纹在表面上的距离为在表面上的距离为l，对应的厚度差对应的厚度差为为d , 则则sinld sin2nl nd2u劈尖表面附近形成的是一系列与棱边平行的、明暗相间等距的直条纹。劈尖表面附近形成的是一系列与棱边平行的、明暗相间等距的直条纹。u楔角愈小，干涉条纹分布就愈稀疏；楔角愈小，干涉条纹分布就愈稀疏；u楔角愈大，干涉条纹分布就愈密，达到一定极限，条纹将无法分辨；楔角愈大，干涉条纹分布就愈密，达到一定极限，条纹将无法分辨；nl2dldkdk+12.劈尖干涉的应用：劈尖干涉的应用： (1)检测待测平面的
28、平整度检测待测平面的平整度 由于同一级条纹下的由于同一级条纹下的空气薄膜厚度相同，当待空气薄膜厚度相同，当待测平面上出现沟槽时条纹测平面上出现沟槽时条纹弯曲。弯曲。待测平面待测平面光学平板玻璃光学平板玻璃(2). 测量微小角度测量微小角度.nl2nl2NLl LN为上表面总的条纹数例题例题 折射率为折射率为n=1.4的劈尖，用波长的劈尖，用波长=700nm的单色的单色光垂直照射，产生等厚干涉条纹，相邻明纹间距光垂直照射，产生等厚干涉条纹，相邻明纹间距l=0.25cm，求劈尖角，求劈尖角。 rad nlsin4102 解：解：劈尖中产生明纹的条件：劈尖中产生明纹的条件：nl2(3). .测量微小
29、物体的厚度或直径测量微小物体的厚度或直径dL将微小物体夹在两薄将微小物体夹在两薄玻璃片间，形成劈尖，玻璃片间，形成劈尖，用单色平行光照射。用单色平行光照射。sinLd 由由l 2sinlLd2有有也可测量头发的直径也可测量头发的直径2 2. 牛顿环牛顿环 玻璃平面B上放一个平凸透镜A;以单色光沿一定方向入射,在表面呈现以中心为暗点的同心环状干涉条纹牛顿环牛顿环； 暗环暗环明环明环,k)k(,kkd21021232122 距中心r处对应的空气膜厚度d：22rRRd Rrd22Rdd22Rrd22说明说明:nd与与r的平方的平方成正比，即离中心越远，厚度增加越快。成正比，即离中心越远，厚度增加越快
30、。n牛顿环的干涉条纹是牛顿环的干涉条纹是内疏外密内疏外密的，非等间距的。的，非等间距的。第第k级明纹和暗纹对应的半径为：级明纹和暗纹对应的半径为：明纹,kRkr3212) 12(暗纹, ,kRkr210(1) 测透镜球面的半径测透镜球面的半径R (2) 测波长测波长 (3) 检测透镜的曲率半径误差及其表面平整度检测透镜的曲率半径误差及其表面平整度 二二. 等等倾干涉倾干涉 SidABDCPE1n2n13nn 两条光线的光程差两条光线的光程差: : L2222122 isinnnd 暗纹暗纹明纹明纹,k)k(,kkisinnnd2102123212222122 保持厚度不变保持厚度不变,以相同倾
31、角入射到薄膜的光线形成同一条以相同倾角入射到薄膜的光线形成同一条干涉条纹干涉条纹,因此称为因此称为等倾干涉等倾干涉.(1) 等倾干涉条纹等倾干涉条纹为为一系列同心圆一系列同心圆环环; ;内疏外密内疏外密; ;内圆纹的级次比内圆纹的级次比外圆纹的级次高外圆纹的级次高 条纹特点条纹特点iPi1nd2n1n(2) 使用使用面光源面光源条纹更清楚明亮条纹更清楚明亮(3) 透射光图样透射光图样与反射光图样互补与反射光图样互补iE n 在薄膜干涉中，光线一部分被反射，另一部分则透射进入介在薄膜干涉中，光线一部分被反射，另一部分则透射进入介质。质。n 反射光干涉极大时，光线大部分被反射。反射光干涉极大时，光
32、线大部分被反射。n 反射光干涉极小时，光线大部分被透射。反射光干涉极小时，光线大部分被透射。n 通过控制薄膜的厚度，可以选择使通过控制薄膜的厚度，可以选择使透射透射或或反射反射处于极大，处于极大，增增强表面上的强表面上的反射反射或者或者透射透射， 以改善光学器件的性能，如提高以改善光学器件的性能，如提高光学器件的透射率或反射率，分别称为光学器件的透射率或反射率，分别称为增透膜，增反膜增透膜，增反膜。在。在生产中有广泛的应用。生产中有广泛的应用。增透膜、增反膜增透膜、增反膜增透膜增透膜：反射光干涉相消：反射光干涉相消反射光相消干涉的条件：反射光相消干涉的条件：2/) 12(22kdn设定设定 ，
33、所以反射光，所以反射光经历两次半波损失。反射光相干相经历两次半波损失。反射光相干相消的条件是：消的条件是：321nnn11n3n2nd, 2 , 1 , 02) 12(kk将薄膜的厚度将薄膜的厚度d控制在：控制在：,.45,43,41222nnnd 起到增透的作用！起到增透的作用！反射光干涉相长的条件：反射光干涉相长的条件：.2, 1, 0,kk增反膜增反膜：反射光干涉增强：反射光干涉增强11n3n2ndkdn222设定设定 ，所以反射光，所以反射光经历一次半波损失。反射光干涉相经历一次半波损失。反射光干涉相长的条件是：长的条件是：3221,nnnn将薄膜的厚度将薄膜的厚度d控制在：控制在：,
34、.45,43,41222nnnd 起到反射加强的作用！起到反射加强的作用！5-7 迈克尔逊干涉仪迈克尔逊干涉仪迈克尔逊干涉仪是一种利用分割光波振幅的方法迈克尔逊干涉仪是一种利用分割光波振幅的方法实现干涉的精密光学仪器。实现干涉的精密光学仪器。w M M1 1、M M2 2：平面：平面反光镜反光镜w G G1 1：分光板：分光板w G G2 2：补偿板：补偿板w M M1 1：M M1 1对对G G1 1镀银层形成镀银层形成的虚象的虚象在迈克耳孙干涉仪中，由M1、M2反射出来的光是两束相干光，M1和M2可看作是两个相干光源，因此在迈克耳孙干涉仪中可观察到：（1）等倾干涉条纹。（2）等厚干涉条纹。 如果有N个条纹移动,则可知M2移动的距离:2 Nd 用途用途:可进行长度、折射率、波长等的测量，也可以检查光学元件的质量； P376，一，一.2. 设光线设光线a,b从相位相同的从相位相同的A,B两点传到两点传到P点，是否存在光程差？点，是否存在光程差？如果光线如果光线a,b为相干光，则为相干光，则P点的干涉情况？点的干涉情况？nn(a). 不存在光程差，0，干涉加强；r1-n (b).xnnxxrr1)( (c).
