光程.ppt
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1、1,3.5光程,1、光程:光程为光在媒质中传播的几何路程(波程)与媒质折射率的乘积。,其中 r 是几何路程(波程),L是光程。,光在介质中的行为:,2,2.半波损失,产生条件:,光从光疏媒质进入光密媒质;,反射光中产生半波损失。,反射光存在半波损失,反射光无半波损失,而折射光都无半波损失,3,3、平行光入射经过透镜时,与光轴平行的光线汇聚于焦点。,与光轴成一定角度的平行光线汇聚于焦平面。,光线通过薄透镜时,近轴光线不产生附加的光程差。,4,单色光以入射角 i 从折射率为 n1媒质 进入折射率为n2 的媒质,,在薄膜的上下两表面产生的反射光 光、 光,满足相干光的 5 个条件时,就能产生干涉。称
2、为等倾干涉条纹。,设:光从光源 P 发出,传到 AD时,两条光的光程差为 0,先不考虑半波损失时,则 光、 光的光程差由下面计算为:,5,d,r,i,6,由折射定律,7,考虑半波损失:,光程差不附加,光程差附加,未考虑半波损失时,8,光程差,由干涉的加强减弱条件,加强,减弱,9,观察等倾干涉条纹的方法,10,播放教学片CD5 等倾干涉,11,3.6等厚干涉:上面导出的公式较复杂,当光线垂直入射于薄膜的表面时,干涉的公式简化为:,k=1,2,3 干涉极大,k=1,2,3干涉极小,例1、空气中的肥皂泡厚度320nm,介质的折射率n=1.33。从正上方看哪个波长的光可以呈现出极大?,解:由 2nd+
3、/2=k,K=1 =1702.4nm K=2 =567.5nm K=3 =340.5nm,=567.5nm是可见光,黄绿色。其余不是可见光。,12,例如:较高级的照相机的镜头由 6 个透镜组成,如不采取有效措施,反射造成的光能损失可达 45%90%。为增强透光,要镀增透膜,或减反膜。复杂的光学镜头采用增透膜可使光通量增加 10 倍。 而激光器两端装有反射镜。就镀有增反(射)膜。,在薄膜干涉中,光线一部分被反射,另一部分则透射进入介质。干涉极大时,光线大部分被反射。干涉极小时,光线大部分被透射。通过控制薄膜的厚度,可以选择使透射或反射处于极大,增强表面上的反射或者透射, 以改善光学器件的性能。称
4、为增透膜,增反膜。在生产中有广泛的应用。,13,1.增透膜,光学镜头为减少反射光,通常要镀增透膜。,增透膜是使膜上下两表面的反射光满足减弱条件。,减弱,14,例:为增强照相机镜头的透射光,往往在镜头(n3=1.52)上镀一层 MgF2 薄膜(n2=1.38),使对人眼和感光底片最敏感的黄绿光 = 555 nm 反射最小,假设光垂直照射镜头,求:MgF2 薄膜的最小厚度。,解:,减弱,k=1,膜最薄,15,通常 k 取 2,,在该厚度下蓝紫光反射加强,所以我们看到镜头表面为蓝紫色。,2.增反膜,减少透光量,增加反射光,使膜上下两表面的反射光满足加强条件。,使两束反射光满足干涉加强条件,例如:激光
5、器谐振腔反射镜采用优质增反膜介质薄膜层已达15 层,其反射率99.9。,加强,16,等厚干涉:在同一干涉条纹下薄膜厚度相同。,一、劈尖,用单色平行光垂直照射玻璃劈尖,由于在同一条纹下的薄膜厚度相同,形成干涉条纹为平行于劈棱的一系列等厚干涉条纹。,17,由于单色光在劈尖上下两个表面反射后形成 、 两束光。满足相干光的条件。,加强,减弱,设光线垂直于底面射入,由薄膜干涉公式:,18,1.劈棱处,dk=0,光程差为,劈棱处为暗纹,2.第 k 级暗纹处劈尖厚度,由,19,3.相邻暗纹劈尖厚度差,4.相邻条纹间距,这里的单位用弧度。,20,干涉条纹平行等距出现。,21,播放动画,4.等厚干涉、劈尖、牛顿
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