第十一章 光学
11-3 光程 薄膜干涉物理学 第五版
1
一 光程光在真空中的速度
001c
光在介质中的速度1?u nc
u 1?
'?uc
真空中的波长介质的折射率n
'介质中的波长第十一章 光学
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2
*
1s
P1r
*
2s 2r n
n
'介质中的波长
波程差 12 rrr
相位差 )(π2)
'(π2
12

r
T
tr
T
t
)'(π2 12 rr
)(π2 12? rnr
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3
*
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P1r
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物理意义,光在介质中通过的几何路程折算到真空中的路程,

nrr?
'
介质折射率与光的几何路程之积 = nr
(1)光程第十一章 光学
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(2)光程差 (两光程之差 )
12 rnrΔ光程差
λ
2 πΔ Δ
相位差
*
1s
P1r
*
2s 2r n
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干涉 加强?,2,1,0, kkΔ?
,2,1,0π2,kk?
干涉 减弱
,2,1,0,2)12( kkΔ?
,2,1,0,π)12( kk?
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F
A
B
o
二 透镜不引起附加的光程差
'F
A
B
焦平面第十一章 光学
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P
1n
1n
2n
1M
2M
d
L
三 薄膜干涉
ADCD?
1
2
s in
s in
n
ni?
12 nn?
i D
C
3
4
E
5
A
1
B
2
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ADnBCABnΔ 1232 )(
γdBCAB c o s
id s in t a n 2
2

iACAD s in?
P
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1n
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1M
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d
L
i D
C
3
4 E5
A
1
B
212 nn?
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2
c o s2
2
s i n1
c o s
2
2
2
232

dnndΔ
2sin2
22
1
2
2r
inndΔ? 反 射光的光程差

k 加 强
),2,1(k
2)12(
k 减 弱
),2,1,0(k
P
1n
1n
2n
1M
2M
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L
i D
C
3
4 E5
A
1
B
212 nn?
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P
1n
1n
2n
1M
2M
d
L
i D
C
3
4 E5
A
1
B
212 nn?
inndΔ 22122t s i n2 透 射光的光程差根据具体情况而定 2/s i n2 22122r inndΔ
注意,透射光和反射光干涉具有互补性,符合能量守恒定律,
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当光线垂直入射时?0?i
22 2r
dnΔ
2r 2 dnΔ?
1n
1n
2n
1n
3n
2n
12 nn?当 时
123 nnn当 时第十一章 光学
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例 一油轮漏出的油 (折射率 n1=1.20)污染了某海域,在海水 (n2=1.30)表面形成一层薄薄的油污,
(1)如果太阳正位于海域上空,一直升飞机的驾驶员从机上向正下方观察,他所正对的油层厚度为 460 nm,则他将观察到油层呈什么颜色?
(2)如果一潜水员潜入该区域水下,并向正上方观察,又将看到油层呈什么颜色?
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解 (1)?kdnΔ 1r 2
,2,1,2 1 kk dn?
nm 1 1 0 42,1 1 dnk?
nm 552,2 1 dnk?
nm 3 6 832,3 1 dnk?
绿色已知 n1=1.20 n2=1.30 d=460 nm
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nm 22082/11 2,1 1 dnk?
(2)透射光的光程差 2/2 1t dnΔ
nm 43152/14 2,4 1,dnk
nm7 36
2/12
2,2 1?
dnk?
红光
nm6.4 41
2/13
2,3 1?
dnk?
紫光紫红色第十一章 光学
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增透膜和增反膜利用薄膜干涉可以提高光学器件的透光率,
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2 3
d
1n
2n
玻璃
23 nn?
nm 6.99
4 2m i n

n
dd?
0?k取

( 增强 )氟化镁为增透膜例 为了增加透射率,求氟化镁膜的最小厚度.已知 空气 n1=1.00,氟化镁 n2=1.38,
=550 nm
减弱 2
)12(2 2r kdnΔ解
22 2t
dnΔ则第十一章 光学物理学第五版
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本章目录
11-5 迈克耳孙干涉仪
11-4 劈尖 牛顿环
11-3 光程 薄膜干涉
11-2 杨氏双缝干涉实验 劳埃德镜选择进入下一节:
11-6 光的衍射
11–7 单缝衍射