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薄膜干涉PPT课件


二、应用(一) ——检查表面的平整程度
如果被检表面是平的,产生的干涉条纹就是平行的, 如图( b )所示;如果观察到的干涉条纹如图( c )所示, 则表示被检测表面微有凸起或凹下,这些凸起或凹下的 地方的干涉条纹就弯曲。从弯曲的程度就可以了解被测 表面的平整情况。这种测量精度可达10-6cm。
单色光
练习
1、下列现象属于薄膜干涉的有: ( )
A.在水面上的油膜呈现的彩色花纹;
B.雨后天空中呈现的彩虹;
C.阳光下通过三棱镜得到的彩色条纹
D.肥皂泡上呈现的彩色环纹。
2、用单色光照射肥皂薄膜:( ) A.看到的干涉图样是明暗相间的条纹; B.从光源发出的光与肥皂膜表面反射的光发 生干涉,形成干涉图样。 C.一束入射光从薄膜的前表面和后表面分别 反射出来,形成两列波,这两列波频率相同, 所以可以产生干涉; D.若改用白光照射则看不到干涉条纹。
标准样板 薄片 被检测平面
(a)
(b)
(c)
注:薄片厚度一般仅为零点零几毫米左右,只相当于一张纸片的厚度
二、应用(二) ——增透膜
镀层 薄膜
在透镜或棱镜的表面上涂上一层薄膜(一般用氟化镁)。当 薄膜的厚度适当时,在薄膜的两个表面上反射路程度恰好 等于半个波长,因而互相抵,这就大大减小光的反射损失, 增强了透射光的强度,这种薄膜叫增透膜。
虚像。当肥皂薄膜下垂
到一定程度,就在虚像 上出现了明暗相间的干
涉条纹。
一、薄膜干涉
想一下, 在亮条纹处,对应的薄膜的厚度与 波长关系怎样? 在暗条纹处,对应的薄膜的厚度与 波长关系怎样?
干涉 条纹 形成的 原 因: 竖立的肥皂薄膜在重力作 用下形成了上薄下厚的楔 形。当酒精灯的火焰照射 到薄膜上时,分别从膜的 前表面和后表面反射的两 列光波,它们频率相同, 方向一致,能产生干涉。 在薄膜的某些地方,两列 光波反射回来时,恰是波 峰和波峰叠加,波谷和波 谷叠加,使光波的振动加 强,形成亮条纹;而在另 一些地方,两列光波的波 峰和波谷叠加,使光波的 振动互相抵消,形成暗条 纹。
2003(上海卷)
5、劈尖干涉是一种薄膜干涉,其装置如图1所示。将一块平板 玻璃放置在另一平板玻璃之上,在一端夹入两张纸片,从而在 两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当光垂直入射后,从 上往下看到的干涉条纹如图2所示。干涉条纹有如下特点:⑴ 任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等;⑵任 意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。现若在图1 装置中抽去一张纸片,则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后, 从上往下观察到的干涉条纹将( ) A.变疏 B.变密 C.不变 D.消失
7、将波长为λ 的单色光从空气垂直入射到折射率 为n的透明介质膜上,要使透射光得到加强,薄膜 的厚度最少应为( ) A,λ /4n; B,λ /2n; C,λ /4; D,λ /2
二、应用(二) ——增透膜
1、增透的条件是什么?即镀层薄膜的厚度至少多大? 薄膜的厚度至少是入射光在薄膜中波长的1/4。 2、是否对所有颜色的光都有增透的作用? 因为人眼对绿光最敏感,所以一般增强绿光的透 射,即薄膜的厚度是绿光在薄膜中波长的1/4。 由于其它色光不能被有效透射,故反射较强,这 样的镜头呈淡紫色。
教学目标: (1)认识薄膜干涉现象; (2)理解干涉条纹的产生原因; (3)知道单色光和复色光在薄膜干涉中形成的条纹的特点; (4)知道薄膜干涉的某些应用。
一、薄膜干涉
如图,点着酒精 灯,在其火焰上洒一些 食盐,使酒精灯便发出 黄色的火焰。把带肥皂 液薄膜的金属圈放在酒 精灯旁适当的位置,使 眼睛恰能看到由薄膜反 射而生成的黄色火焰的
6、有关光学仪器上镜头的增透膜,下列说法正确的是: A.增透膜是为了减少光的反射损失而增强透光的强度; B.增透膜的厚度等于入射光在真空中波长的; C.增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的; D.因为增透膜厚度一般选适合绿光反射相互抵消的厚度, 红光紫光反射不能完全抵消的厚度,所以涂有增透膜的镜头 呈淡紫色。
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2002(上海卷)
3、如图所示为一显示薄膜干涉现象 的实验装置,P是附有肥皂膜的铁丝 圈,S是一点燃的酒精灯。往火焰上 洒些盐后,在肥皂膜上观察到的干涉 图象应是下图中的( )
(93年高考题) 4、如右图是用干涉法检查某种厚玻璃的上表面是否 平的装置,所用单色光是用普通光源加滤光片产生的, 检查中所观察到的干涉条纹是由哪两个表面反射的光 叠加而成的( ) A.a的上表面和b的下表面 B.a的上表面和b的上表面 C.a的下表面和b的上表面 D.a的下表面和b的下表面
一、薄膜干涉
不同单色光的薄膜干涉条纹
可见,波长λ越长,干涉条纹越宽
白光的薄膜干涉条纹 ——彩色条纹
水面上Байду номын сангаас油膜呈彩色
二、应用(一) ——检查表面的平整程度
标准样板
空气薄层 待检部件
取一个透明的标准样板,放在待检查的部件表面并在一端垫一 薄片,使样板的平面与被检查的平面间形成一个楔形空气膜, 用单色光从上面照射,入射光从空气层的上下表面反射出两列 光形成相干光,从反射光中就会看到干涉条纹
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