薄膜干涉的概念
由薄膜產生的干涉。薄膜可以是透明固體、液體或由兩塊玻璃所夾的(de)氣體薄層。入射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)經(jing)(jing)薄膜(mo)(mo)上(shang)表(biao)面(mian)(mian)反(fan)射(she)(she)后得(de)(de)第一(yi)束(shu)光(guang)(guang)(guang),折(zhe)射(she)(she)光(guang)(guang)(guang)經(jing)(jing)薄膜(mo)(mo)下表(biao)面(mian)(mian)反(fan)射(she)(she),又經(jing)(jing)上(shang)表(biao)面(mian)(mian)折(zhe)射(she)(she)后得(de)(de)第二(er)束(shu)光(guang)(guang)(guang),這(zhe)兩(liang)束(shu)光(guang)(guang)(guang)在薄膜(mo)(mo)的(de)同側,由同一(yi)入射(she)(she)振(zhen)動分(fen)出,是相干(gan)(gan)(gan)光(guang)(guang)(guang),屬(shu)(shu)分(fen)振(zhen)幅干(gan)(gan)(gan)涉(she)。若光(guang)(guang)(guang)源為擴展(zhan)光(guang)(guang)(guang)源(面(mian)(mian)光(guang)(guang)(guang)源),則只(zhi)能(neng)在兩(liang)相干(gan)(gan)(gan)光(guang)(guang)(guang)束(shu)的(de)特定(ding)重疊區才能(neng)觀(guan)察到干(gan)(gan)(gan)涉(she),故屬(shu)(shu)定(ding)域(yu)干(gan)(gan)(gan)涉(she)。對(dui)兩(liang)表(biao)面(mian)(mian)互相平(ping)(ping)行的(de)平(ping)(ping)面(mian)(mian)薄膜(mo)(mo),干(gan)(gan)(gan)涉(she)條(tiao)紋定(ding)域(yu)在無窮遠,通(tong)常借助(zhu)于會(hui)聚透鏡(jing)在其(qi)像(xiang)方焦面(mian)(mian)內觀(guan)察;對(dui)楔形薄膜(mo)(mo),干(gan)(gan)(gan)涉(she)條(tiao)紋定(ding)域(yu)在薄膜(mo)(mo)附近。
薄膜干涉的典型形式
由薄膜上、下表面反射(或折射)光束相遇而產生的干涉。薄膜通常由厚度很小的透明介質形成。如肥皂泡膜、水面上的油膜、兩片玻璃間所夾的空氣膜、照相機鏡頭上所鍍的(de)介質膜等。
比較簡單的薄膜干涉有兩種,一種稱做等厚干涉,這(zhe)是(shi)由平行光入(ru)射(she)到厚(hou)度變化均(jun)勻、折射(she)率(lv)均(jun)勻的(de)薄膜上、下表面而形成(cheng)(cheng)的(de)干(gan)涉條(tiao)紋(wen).薄膜光程差相同(tong)的(de)地方(fang)形成(cheng)(cheng)同(tong)條(tiao)干(gan)涉條(tiao)紋(wen),故稱等(deng)厚(hou)干(gan)涉。牛頓環和楔形平板干(gan)涉都屬(shu)等(deng)厚(hou)干(gan)涉。
另一種稱做等傾干涉。當不(bu)(bu)同傾角的(de)光(guang)(guang)入(ru)射到折(zhe)射率均勻(yun),上(shang)、下表(biao)面(mian)平行的(de)薄(bo)膜上(shang)時(shi),同一(yi)傾角的(de)光(guang)(guang)經(jing)上(shang)、下表(biao)面(mian)反(fan)射(或(huo)折(zhe)射)后相遇形(xing)(xing)成同一(yi)條干涉條紋(wen),不(bu)(bu)同的(de)干涉明紋(wen)或(huo)片間的(de)空(kong)氣層(ceng)就形(xing)(xing)成空(kong)氣薄(bo)膜,用水(shui)銀燈或(huo)納燈作為光(guang)(guang)源,就可(ke)以觀察(cha)到薄(bo)膜干涉現象。如(ru)果玻璃內(nei)表(biao)面(mian)不(bu)(bu)很平,所夾(jia)空(kong)氣層(ceng)厚(hou)度不(bu)(bu)均勻(yun),觀察(cha)到的(de)將是一(yi)些不(bu)(bu)規則的(de)等厚(hou)干涉條紋(wen),通常是一(yi)些不(bu)(bu)規則的(de)同心環。
若用很(hen)平的(de)(de)(de)玻(bo)璃片(如顯微鏡的(de)(de)(de)承物片)則會出(chu)現一些平行(xing)條紋,手指用力壓(ya)緊玻(bo)璃片時,空氣(qi)膜(mo)厚度變化,條紋也(ye)隨之改(gai)變.根(gen)據這個道理(li),可(ke)以(yi)測定(ding)平面的(de)(de)(de)平直度.測定(ding)的(de)(de)(de)精度很(hen)高,甚至幾分之一波(bo)長(chang)那么小的(de)(de)(de)隆起或下陷(xian)都可(ke)以(yi)從條紋的(de)(de)(de)彎曲上檢測出(chu)來(lai).若使兩(liang)個很(hen)平的(de)(de)(de)玻(bo)璃板間有一個很(hen)小的(de)(de)(de)角度,就構成一個楔形空氣(qi)薄膜(mo),用已(yi)知(zhi)波(bo)長(chang)的(de)(de)(de)單色光(guang)入射產生的(de)(de)(de)干涉(she)條紋,可(ke)用來(lai)測很(hen)小的(de)(de)(de)長(chang)度。
暗紋對應不同(tong)的傾(qing)角(jiao),這種干(gan)涉(she)稱做等(deng)傾(qing)干(gan)涉(she)。等(deng)傾(qing)干(gan)涉(she)一般(ban)采用(yong)擴展(zhan)光源,并通(tong)過透鏡觀(guan)察。
薄膜干涉作用
薄(bo)膜(mo)干涉(she)原理廣泛應用于光學表面的檢驗、微小的角(jiao)度或線度的精(jing)密測量、減(jian)反射膜(mo)和干涉(she)濾光片的制(zhi)備等。
1、把兩塊干凈的玻璃片緊緊壓疊,兩玻璃利用薄膜干涉還可以制造增透膜。在照相機、放映機的透鏡表面上涂上一層透明薄膜,能夠(gou)減少(shao)光的(de)反射,增加光的(de)透(tou)射,這種薄(bo)膜叫做增透(tou)膜。平常(chang)在照相機鏡(jing)頭(tou)上有一層反射呈藍(lan)紫色(se)的(de)膜就是(shi)增透(tou)膜。
2、同理(li)如果(guo)增(zeng)加光的反射成為(wei)增(zeng)反膜(mo),用于(yu)汽車玻璃(li)貼(tie)膜(mo)等。
3、可以(yi)用于檢測平面是否平整。
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