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氣體薄(bo)層。入射(she)(she)(she)光(guang)(guang)經(jing)薄(bo)膜(mo)(mo)上表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)反射(she)(she)(she)后得第一束光(guang)(guang),折射(she)(she)(she)光(guang)(guang)經(jing)薄(bo)膜(mo)(mo)下表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)反射(she)(she)(she),又經(jing)上表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)折射(she)(she)(she)后得第二束光(guang)(guang),這兩(liang)束光(guang)(guang)在薄(bo)膜(mo)(mo)的同(tong)側,由同(tong)一入射(she)(she)(she)振動分(fen)出(chu),是相(xiang)干(gan)光(guang)(guang),屬分(fen)振幅干(gan)涉(she)(she)。若光(guang)(guang)源(yuan)為(wei)擴展光(guang)(guang)源(yuan)(面(mian)(mian)(mian)光(guang)(guang)源(yuan)),則只能在兩(liang)相(xiang)干(gan)光(guang)(guang)束的特定(ding)重疊區才能觀察到干(gan)涉(she)(she),故屬定(ding)域(yu)干(gan)涉(she)(she)。對兩(liang)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)互相(xiang)平行的平面(mian)(mian)(mian)薄(bo)膜(mo)(mo),干(gan)涉(she)(she)條紋定(ding)域(yu)在無(wu)窮遠,通(tong)常借(jie)助于會聚(ju)透(tou)鏡(jing)在其像方焦(jiao)面(mian)(mian)(mian)內觀察;對楔形薄(bo)膜(mo)(mo),干(gan)涉(she)(she)條紋定(ding)域(yu)在薄(bo)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介質膜等(deng)。
比較簡單的薄膜干涉有兩種,一種稱做等厚干涉,這是由平行光(guang)入(ru)射到厚度(du)變(bian)化均勻、折(zhe)射率均勻的(de)薄膜上、下表面而形(xing)成(cheng)的(de)干(gan)(gan)(gan)涉(she)(she)條(tiao)紋(wen).薄膜光(guang)程差相同(tong)(tong)的(de)地方形(xing)成(cheng)同(tong)(tong)條(tiao)干(gan)(gan)(gan)涉(she)(she)條(tiao)紋(wen),故稱等(deng)厚干(gan)(gan)(gan)涉(she)(she)。牛頓環和楔形(xing)平板干(gan)(gan)(gan)涉(she)(she)都屬等(deng)厚干(gan)(gan)(gan)涉(she)(she)。
另一種稱做等傾干涉。當(dang)不(bu)(bu)(bu)同傾角的光入(ru)射到(dao)(dao)折(zhe)射率均勻(yun),上(shang)、下表面(mian)平行(xing)的薄膜上(shang)時(shi),同一傾角的光經上(shang)、下表面(mian)反射(或折(zhe)射)后相遇形(xing)成同一條干涉(she)條紋,不(bu)(bu)(bu)同的干涉(she)明紋或片間的空(kong)氣層就形(xing)成空(kong)氣薄膜,用水(shui)銀燈或納燈作為光源(yuan),就可以觀察到(dao)(dao)薄膜干涉(she)現象。如果(guo)玻(bo)璃內表面(mian)不(bu)(bu)(bu)很平,所(suo)夾空(kong)氣層厚度不(bu)(bu)(bu)均勻(yun),觀察到(dao)(dao)的將是一些不(bu)(bu)(bu)規則的等厚干涉(she)條紋,通常是一些不(bu)(bu)(bu)規則的同心環。
若用(yong)(yong)很(hen)平的(de)(de)(de)(de)玻璃(li)片(pian)(pian)(如顯微鏡的(de)(de)(de)(de)承物片(pian)(pian))則(ze)會(hui)出現一(yi)(yi)(yi)些(xie)平行(xing)條(tiao)紋(wen)(wen),手指用(yong)(yong)力壓緊玻璃(li)片(pian)(pian)時(shi),空氣膜(mo)厚度(du)變(bian)化,條(tiao)紋(wen)(wen)也隨之(zhi)(zhi)改變(bian).根據(ju)這個(ge)道理(li),可以測(ce)定平面的(de)(de)(de)(de)平直(zhi)度(du).測(ce)定的(de)(de)(de)(de)精度(du)很(hen)高(gao),甚至幾分之(zhi)(zhi)一(yi)(yi)(yi)波長(chang)那么小(xiao)的(de)(de)(de)(de)隆起或下陷(xian)都可以從條(tiao)紋(wen)(wen)的(de)(de)(de)(de)彎曲(qu)上檢測(ce)出來.若使兩個(ge)很(hen)平的(de)(de)(de)(de)玻璃(li)板(ban)間有一(yi)(yi)(yi)個(ge)很(hen)小(xiao)的(de)(de)(de)(de)角度(du),就(jiu)構(gou)成一(yi)(yi)(yi)個(ge)楔形空氣薄膜(mo),用(yong)(yong)已知波長(chang)的(de)(de)(de)(de)單色(se)光入射產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)干涉(she)條(tiao)紋(wen)(wen),可用(yong)(yong)來測(ce)很(hen)小(xiao)的(de)(de)(de)(de)長(chang)度(du)。
暗(an)紋對應不同的傾(qing)角,這種干(gan)涉(she)稱做(zuo)等(deng)(deng)傾(qing)干(gan)涉(she)。等(deng)(deng)傾(qing)干(gan)涉(she)一般采用(yong)擴展光(guang)源,并通過透(tou)鏡(jing)觀察。
薄膜干涉作用
薄(bo)膜干涉(she)原理廣泛應用于光學表面的檢驗、微小的角度或線度的精(jing)密測(ce)量、減(jian)反射膜和干涉(she)濾光片的制備等。
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,能夠減少光(guang)(guang)的反射,增加光(guang)(guang)的透射,這(zhe)種薄膜(mo)叫做增透膜(mo)。平常在照相機鏡頭(tou)上有(you)一層反射呈藍紫色的膜(mo)就是增透膜(mo)。
2、同理如果(guo)增(zeng)加光的反射成(cheng)為增(zeng)反膜,用于汽車玻璃貼膜等。
3、可以用于檢測平(ping)面是否平(ping)整。
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