当前课程知识点:大学物理 > 第十三章 波动光学基础 > 13.1 光的干涉 > 等倾干涉
同学你好
这一节我们来学习另一种干涉现象 薄膜干涉
与杨氏双缝干涉不同的是
薄膜干涉中的相干光是通过分振幅法获得的
当光线入射到两种不同介质的交界面上时
会发生反射和折射
若介质对光场无吸收
则反射光和折射光的能量之和
等于入射光的能量
由于反射光和折射光来自于同一条入射光线
他们是相干光
再相遇时就会发生干涉现象
下面我们来讨论一下光入射到一层表面平整的
厚度很小的薄膜上时的反射光的干涉
进入薄膜内的光线
在膜的上下表面多次反射
发生反射时折射光线的一部分
返回到原来的介质中
另外一部分折射光线透过薄膜继续传播
我们把这两部分光分别称为反射光和透射光
反射光的能量主要集中在前两条光线中
所以 我们只需计算光线1和光线2的光程差
因为透镜不引入附加的光程差
所以 光程差就是光线2的AB加BC段的光程
减去光线1的AD段的光程
由于光线在A点入射时
是从光疏介质到光密介质
所以 反射光的相位有一个π的相位越变
从光程上来说就是有一半波损失
所以 在计算光程差的时候
要加上或减去一个半波长
利用图中的几何关系和光的反射和折射定律
我们得到光程差等于2h乘以根号下n2方减n1方乘以sini的平方再加上一个半波长
可见 光程差是关于厚度h和入射角度i的函数
同样 当光程差是波长的整数倍时 干涉加强
当光程差是半波长的奇数倍时 干涉减弱
我们把厚度相同
入射角不同的很多光线的干涉称为等倾干涉
把入射角一样
薄膜各点厚度不同的干涉 称为等厚干涉
下面我们看一下透射光的干涉
同样我们只需讨论光线1′
和光线2'的光程差即可
由于这两条光线没有半波损
所以光程差为2h乘以根号下n2方减n1方乘以sini方
透射光的光程差与反射光的光程差
相差一个二分之λ
所以透射光的干涉和反射光的干涉互补
也就是说反射光干涉加强 透射光就干涉减弱
反之 反射光干涉减弱 透射光就干涉加强
下面我们来看一下反射光的等倾干涉
薄膜厚度均匀
光程差是光线入射角i的函数
入射角相同的光线对应干涉条纹的同一级
这些光线的点形成一条干涉条纹
面光源发出的光 以不同的角度入射到薄膜上
就会形成不同级次的干涉条纹
形成干涉的条件
就是前面讨论的光线1和光线2的光程差
当光程差是波长的整数倍时 形成的是明环
当光程差是半波长的奇数倍时形成的 是暗环
等倾干涉条纹的特点是
明暗相间的同心圆环 内疏外密
由于内环对应的角度小 所以条纹级次较高
那么我们思考一下
如果增加薄膜厚度会怎样
由于厚度增加
圆半径位置的条纹级次会变大
随着厚度的慢慢增大
我们会看到从中心往外不断的吐出条纹
好 这一节我们讨论了薄膜干涉中的等倾干涉
下一节我们将讨论等厚干涉
好 再见
-1.1 质点运动状态的描述
--1.1.2 讨论
-1.2 圆周运动
--自然坐标系
--1.2.2 讨论
-1.3 习题
-作业 质点运动学
-2.1 牛顿运动定律及其应用
--运动与力
--2.1.2 讨论
-2.2 习题
-作业 牛顿运动定律
-3.1 功和动能定理
--3.1.2 讨论
-3.2 势能和机械能守恒
--3.2.2 讨论
-3.3 习题
-作业 功和能
-4.1 动量定理和动量守恒定律
--4.1.2 讨论
-4.2 习题
-作业 冲量和动量
-5.1 角动量和角动量定理
--角动量
--5.1.2 讨论
-5.2 刚体的转动惯量
--刚体的转动惯量
-5.3 转动定律
-5.4 转动中的功和能
--转动中的功和能
-5.5 习题
-作业 刚体力学基础
-6.1 简谐运动
--简谐运动方程
--6.1.3 讨论
-6.2 简谐运动的合成
--简谐运动的合成
-6.3 阻尼振动 受迫振动和共振
-6.4 习题
-作业 机械振动基础
-7.1 简谐波
--简谐波的波函数
-7.2 波的干涉
--波的干涉
--7.2.2 驻波
-7.3 多普勒效应
-7.4 习题
-作业 机械波
-8.1 热力学第一定律
--热容和摩尔热容
--绝热过程
--循环效率的计算
--卡诺循环
-8.2 热力学第二定律
-作业 热力学
-9.1 压强 温度和理想气体状态方程
--理想气体的压强
--温度的统计解释
-9.2 分子热运动的统计规律
-作业 气体动理论
-10.1 电场和电场强度
--重点、难点指导
--高斯定理
--作业 电场和电场强度叠加
-10.2 电势能和电势
--重点、难点指导
--电势
--电势的计算
--电势梯度
--作业 电势和电势能
-10.3 静电场中的导体
--重点、难点指导
--尖端放电
--作业 静电场中的导体
-10.4 静电场中的电介质
--重点、难点指导
--电容 静电场能量
--作业 静电场中的电介质
-11.1 磁场和磁感应强度
--重点、难点指导
--磁场和磁感应强度
--毕奥-萨伐尔定律
--磁场中的积分定理
--作业 稳恒磁场的磁感应强度
-11.2 磁力作用
--重点、难点指导
--作业 磁力
-11.3 磁介质
--重点、难点指导
--磁场中的磁介质
--作业 磁介质
-12.1 电磁感应的基本规律
--动生电动势
--感生电场的计算
-12.2 互感、自感和磁能
--互感 自感
--磁场能量
--位移电流
-作业 电磁感应
-13.1 光的干涉
--重点、难点指导
--相干光
--杨氏双缝干涉
--讨论
--等倾干涉
--等厚干涉
--作业 光的干涉
-13.2 光的衍射
--重点、难点指导
--单缝夫琅禾费衍射
--光栅衍射
--作业 光的衍射
-13.3 光的偏振
--重点、难点指导
--光的偏振态
--马吕斯定律
--布儒斯特定律
--作业 光的偏振