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(bo)層。入射(she)光(guang)(guang)(guang)經(jing)薄(bo)膜上表面(mian)(mian)反射(she)后得第一(yi)束(shu)光(guang)(guang)(guang),折射(she)光(guang)(guang)(guang)經(jing)薄(bo)膜下表面(mian)(mian)反射(she),又經(jing)上表面(mian)(mian)折射(she)后得第二(er)束(shu)光(guang)(guang)(guang),這兩束(shu)光(guang)(guang)(guang)在(zai)薄(bo)膜的(de)同側,由同一(yi)入射(she)振動分出,是相干(gan)(gan)光(guang)(guang)(guang),屬分振幅干(gan)(gan)涉(she)。若光(guang)(guang)(guang)源為(wei)擴展光(guang)(guang)(guang)源(面(mian)(mian)光(guang)(guang)(guang)源),則只能(neng)在(zai)兩相干(gan)(gan)光(guang)(guang)(guang)束(shu)的(de)特定(ding)重疊區才(cai)能(neng)觀(guan)察到干(gan)(gan)涉(she),故屬定(ding)域干(gan)(gan)涉(she)。對(dui)(dui)兩表面(mian)(mian)互相平(ping)行的(de)平(ping)面(mian)(mian)薄(bo)膜,干(gan)(gan)涉(she)條(tiao)紋定(ding)域在(zai)無(wu)窮遠(yuan),通(tong)常借助于會聚透鏡(jing)在(zai)其像(xiang)方焦面(mian)(mian)內觀(guan)察;對(dui)(dui)楔形薄(bo)膜,干(gan)(gan)涉(she)條(tiao)紋定(ding)域在(zai)薄(bo)膜附近。
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(jing)頭上所鍍(du)的介(jie)質膜等。
比較簡單的薄膜干涉有兩種,一種稱做等厚干涉,這是(shi)由平(ping)行光入射到(dao)厚度變化(hua)均(jun)勻、折射率均(jun)勻的薄膜上、下(xia)表(biao)面而形成的干(gan)涉(she)(she)條紋.薄膜光程差相同的地方形成同條干(gan)涉(she)(she)條紋,故稱(cheng)等厚干(gan)涉(she)(she)。牛頓(dun)環(huan)和楔形平(ping)板干(gan)涉(she)(she)都屬等厚干(gan)涉(she)(she)。
另一種稱做等傾干涉。當不(bu)同(tong)傾角(jiao)的(de)(de)光(guang)入射(she)到(dao)折(zhe)(zhe)射(she)率均勻(yun),上(shang)、下表(biao)(biao)面平行的(de)(de)薄(bo)膜(mo)上(shang)時,同(tong)一(yi)傾角(jiao)的(de)(de)光(guang)經(jing)上(shang)、下表(biao)(biao)面反射(she)(或(huo)折(zhe)(zhe)射(she))后相(xiang)遇形(xing)成同(tong)一(yi)條(tiao)干(gan)涉(she)(she)條(tiao)紋(wen),不(bu)同(tong)的(de)(de)干(gan)涉(she)(she)明紋(wen)或(huo)片間的(de)(de)空(kong)氣(qi)層就形(xing)成空(kong)氣(qi)薄(bo)膜(mo),用水銀燈(deng)(deng)或(huo)納(na)燈(deng)(deng)作為光(guang)源,就可以觀察到(dao)薄(bo)膜(mo)干(gan)涉(she)(she)現象。如果玻璃內表(biao)(biao)面不(bu)很平,所夾空(kong)氣(qi)層厚(hou)度不(bu)均勻(yun),觀察到(dao)的(de)(de)將(jiang)是(shi)一(yi)些不(bu)規則的(de)(de)等厚(hou)干(gan)涉(she)(she)條(tiao)紋(wen),通常是(shi)一(yi)些不(bu)規則的(de)(de)同(tong)心環(huan)。
若(ruo)用(yong)(yong)很(hen)平(ping)的(de)玻璃片(如顯微鏡的(de)承(cheng)物(wu)片)則會出現(xian)一(yi)些平(ping)行條(tiao)紋(wen),手指(zhi)用(yong)(yong)力壓緊玻璃片時,空氣膜(mo)厚(hou)度變(bian)化,條(tiao)紋(wen)也(ye)隨之改(gai)變(bian).根據這個道(dao)理(li),可以測定平(ping)面的(de)平(ping)直(zhi)度.測定的(de)精度很(hen)高(gao),甚(shen)至幾分之一(yi)波(bo)長那(nei)么小(xiao)的(de)隆起(qi)或下(xia)陷都可以從條(tiao)紋(wen)的(de)彎曲上檢測出來.若(ruo)使兩個很(hen)平(ping)的(de)玻璃板間(jian)有一(yi)個很(hen)小(xiao)的(de)角度,就(jiu)構成一(yi)個楔形空氣薄膜(mo),用(yong)(yong)已知波(bo)長的(de)單色光入射產生(sheng)的(de)干涉(she)條(tiao)紋(wen),可用(yong)(yong)來測很(hen)小(xiao)的(de)長度。
暗紋(wen)對應(ying)不同的傾(qing)角,這種干涉稱做等傾(qing)干涉。等傾(qing)干涉一般采用擴(kuo)展光源,并通過透鏡觀察。
薄膜干涉作用
薄(bo)膜干(gan)涉(she)原(yuan)理(li)廣(guang)泛應用(yong)于光學表面的(de)檢(jian)驗(yan)、微小的(de)角(jiao)度或線度的(de)精密測量(liang)、減反射(she)膜和干(gan)涉(she)濾光片的(de)制備(bei)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,能夠減少光(guang)的(de)反(fan)(fan)射,增加光(guang)的(de)透射,這種薄膜(mo)叫做增透膜(mo)。平常在照相機鏡頭上(shang)有一(yi)層反(fan)(fan)射呈藍紫色的(de)膜(mo)就是增透膜(mo)。
2、同理(li)如果(guo)增加光(guang)的反射成(cheng)為增反膜,用(yong)于汽(qi)車(che)玻璃貼膜等。
3、可以用于檢測平面是否平整(zheng)。
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