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(jia)的氣體薄(bo)層。入(ru)射(she)光(guang)(guang)(guang)經(jing)(jing)薄(bo)膜(mo)上(shang)表(biao)(biao)面(mian)反射(she)后得第(di)一束光(guang)(guang)(guang),折射(she)光(guang)(guang)(guang)經(jing)(jing)薄(bo)膜(mo)下表(biao)(biao)面(mian)反射(she),又(you)經(jing)(jing)上(shang)表(biao)(biao)面(mian)折射(she)后得第(di)二束光(guang)(guang)(guang),這兩(liang)束光(guang)(guang)(guang)在薄(bo)膜(mo)的同側(ce),由同一入(ru)射(she)振(zhen)動分出,是相干(gan)光(guang)(guang)(guang),屬分振(zhen)幅(fu)干(gan)涉。若光(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)為擴展(zhan)光(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)(面(mian)光(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)),則(ze)只能在兩(liang)相干(gan)光(guang)(guang)(guang)束的特定重疊區才能觀察到干(gan)涉,故(gu)屬定域(yu)(yu)干(gan)涉。對(dui)兩(liang)表(biao)(biao)面(mian)互相平行的平面(mian)薄(bo)膜(mo),干(gan)涉條紋定域(yu)(yu)在無窮遠,通常借助于會聚透(tou)鏡在其像(xiang)方焦面(mian)內觀察;對(dui)楔(xie)形薄(bo)膜(mo),干(gan)涉條紋定域(yu)(yu)在薄(bo)膜(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(suo)鍍的(de)介(jie)質膜(mo)等。
比較簡單的薄膜干涉有兩種,一種稱做等厚干涉,這是由平(ping)行光入射到厚度變化(hua)均(jun)勻(yun)、折射率均(jun)勻(yun)的薄(bo)膜(mo)上(shang)、下表面而形(xing)成的干(gan)(gan)涉(she)條(tiao)(tiao)紋(wen).薄(bo)膜(mo)光程差相同的地方形(xing)成同條(tiao)(tiao)干(gan)(gan)涉(she)條(tiao)(tiao)紋(wen),故稱(cheng)等厚干(gan)(gan)涉(she)。牛(niu)頓(dun)環(huan)和楔(xie)形(xing)平(ping)板干(gan)(gan)涉(she)都屬(shu)等厚干(gan)(gan)涉(she)。
另一種稱做等傾干涉。當不同(tong)傾角的(de)(de)光入射到(dao)折(zhe)射率(lv)均勻,上(shang)、下(xia)表(biao)面(mian)平行的(de)(de)薄(bo)膜上(shang)時,同(tong)一(yi)傾角的(de)(de)光經上(shang)、下(xia)表(biao)面(mian)反射(或(huo)折(zhe)射)后相(xiang)遇形成同(tong)一(yi)條(tiao)干(gan)涉條(tiao)紋,不同(tong)的(de)(de)干(gan)涉明(ming)紋或(huo)片間(jian)的(de)(de)空(kong)氣層(ceng)就(jiu)形成空(kong)氣薄(bo)膜,用水銀燈或(huo)納(na)燈作為光源(yuan),就(jiu)可以(yi)觀察(cha)到(dao)薄(bo)膜干(gan)涉現象。如果玻璃內表(biao)面(mian)不很平,所夾空(kong)氣層(ceng)厚度不均勻,觀察(cha)到(dao)的(de)(de)將是一(yi)些(xie)不規(gui)則的(de)(de)等(deng)厚干(gan)涉條(tiao)紋,通常是一(yi)些(xie)不規(gui)則的(de)(de)同(tong)心環。
若(ruo)用(yong)(yong)很(hen)平的(de)(de)玻璃(li)(li)片(pian)(如顯微鏡的(de)(de)承物片(pian))則會出現一(yi)(yi)些平行條紋(wen)(wen),手指用(yong)(yong)力壓緊玻璃(li)(li)片(pian)時,空氣膜(mo)(mo)厚度(du)變化,條紋(wen)(wen)也(ye)隨(sui)之改變.根據這個(ge)道理,可以(yi)測(ce)定平面的(de)(de)平直度(du).測(ce)定的(de)(de)精度(du)很(hen)高,甚至幾分之一(yi)(yi)波長那么(me)小的(de)(de)隆(long)起或下陷都可以(yi)從條紋(wen)(wen)的(de)(de)彎曲上(shang)檢測(ce)出來.若(ruo)使(shi)兩個(ge)很(hen)平的(de)(de)玻璃(li)(li)板間(jian)有一(yi)(yi)個(ge)很(hen)小的(de)(de)角度(du),就構成一(yi)(yi)個(ge)楔形空氣薄膜(mo)(mo),用(yong)(yong)已知(zhi)波長的(de)(de)單色光入射(she)產生的(de)(de)干涉(she)條紋(wen)(wen),可用(yong)(yong)來測(ce)很(hen)小的(de)(de)長度(du)。
暗紋對應不(bu)同的傾(qing)角,這種干(gan)涉稱做等傾(qing)干(gan)涉。等傾(qing)干(gan)涉一般(ban)采用擴展光源,并(bing)通過透(tou)鏡觀察。
薄膜干涉作用
薄膜干(gan)涉原理廣泛應用(yong)于光(guang)學表面的檢驗、微小的角度或線(xian)度的精密測量(liang)、減反射膜和干(gan)涉濾光(guang)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(neng)夠減少光(guang)(guang)的反射(she),增加光(guang)(guang)的透射(she),這種薄膜(mo)叫做增透膜(mo)。平常(chang)在照相機鏡頭上(shang)有一(yi)層反射(she)呈藍(lan)紫色的膜(mo)就是增透膜(mo)。
2、同理如果增加(jia)光的反(fan)(fan)射成為增反(fan)(fan)膜(mo),用于汽(qi)車玻璃貼膜(mo)等。
3、可以用(yong)于(yu)檢測平(ping)面是否平(ping)整(zheng)。
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