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4.3.2薄膜干涉
薄膜干涉
1.定义：薄膜前后两表面的反射光叠加发生的干涉，称为薄膜干涉.
观察薄膜干涉时观察者必须与反射光线处在薄膜同侧
导
如图，某单色光照射到薄膜表面某处，在薄膜前后表面均会发生反射，前后表面的反射光可以发生干涉，存在光程差,近似为Δs=2d，若2d=（2n）·????????则该处反射光加强；若2d=（2n+1）·????????则该处反射光减弱.
?
导
2.薄膜干涉成因
注意：????为单色光在膜中的波长
?
2.肥皂薄膜干涉成因（单色光）
①单色光照射薄膜，膜前后两表面发生反射,两反射光相遇时产生干涉.
②前后表面反射光的光程差Δs=2d，若2d=n·λ则该处为该单色光的亮纹；2d=（2n+1）·????????则该处为该单色光的暗纹.
③由于重力的作用,肥皂薄膜将形成上薄下厚的楔形.从上往下厚度逐渐增加，光程差Δs=2d也依次增加，分别达到半波长的1,2,3,4...倍，因此形成明暗交替的单色条纹。
?
导
2.白光的薄膜干涉
单色光照射肥皂膜看到的是明暗相间的单色条纹，而白光照射肥皂膜看到的是彩色的条纹。因为白光是七种单色光的复色光，每种色光的波长不一样，因此白光照到某一位置，这一位置薄膜表面反射光光程差（Δs=2d）如果对于红光的反射光是加强的，那么对于其他色光就不加强，此位置看到的就是红光，同理，另一位置的光程差若对于黄光是加强的，对于其他色光就不加强的，该处就会看到黄色。
思
阅读课本思考下列问题
1、薄膜干涉图样特征
2、薄膜干涉成像原理
3、完成导学提纲
阅读课本思考下列问题
1、薄膜干涉图样特征
2、如果薄膜上下等宽是否会出现明暗条纹
3、劈尖干涉实验如何检验平整度
4、检查平整度时图样凹凸与被测板间关系
5、增透膜、增反膜含义
议
阅读课本思考下列问题
1、薄膜干涉图样特征
2、如果薄膜上下等宽是否会出现明暗条纹
3、劈尖干涉实验如何检验平整度
4、检查平整度时图样凹凸与被测板间关系
5、增透膜、增反膜含义
展
取一个透明的标准样板（表面平整），放在待检查的部件表面并在一端垫一薄片，使样板的平面与被检查的平面间夹起一个楔形空气膜（空气劈尖），用单色光从上面照射，入射光在该空气膜的上下表面反射出两列光相互干涉，从反射光中就会看到干涉条纹.如右图，若待检部件表面平整，则人眼在上方可以观察到等距、等宽、等亮的单色明暗相间条纹。
三、薄膜干涉
应用一：劈尖干涉
标准样板
待检部件
空气薄层
10
(1) 劈尖干涉条纹是中间楔形空气薄膜上下表面的反射光发生干涉形成的，而不是工件两表面的反射光干涉形成。
(4) 可利用劈尖干涉检测工件表面平整度。
(3) 两相邻明纹（或暗纹）中心间距 满足
因此波长越长或θ越小，条纹愈疏，反之条纹愈密。
?
dk
dk+1
明纹中心
暗纹中心
劈尖干涉原理及结论：
注意：????为单色光在膜中的波长
?
(2)如图从左至右，空气膜厚度均匀增加，光程差也均匀增加，光程差为半波长偶数倍处为明纹，奇数倍为暗纹，同一条纹上各点光程差相同，厚度也相同——等厚条纹，相邻明纹(暗纹)光程差相差????，空气膜厚度相差????/2。
?
评
如果被检表面是平的，产生的干涉条纹就是等距、等宽、等亮且平行的明暗相间条纹，如图乙；如果被检测表面微有凸起或凹下，这些凸起或凹下的地方的干涉条纹就会发生弯曲。如图丙
甲
乙
丙
被检测平面
薄片
标准样板
单色光
劈尖干涉检查工件表面的平整程度
工件表面平整
工件表面不平整
a.条纹凸起靠近棱说明工件该位置有凹陷，凸起远离棱说明工件有凸起
导
检查表面的平整程度（近凹远凸）
工件下陷
工件上凸
照相机的增透膜
新课讲授
应用二：增透膜
增透膜
薄膜厚度
增透膜：在透镜表面涂上一层薄膜，当薄膜的厚度等于入射光的在薄膜中的波长的1/4时，从薄膜前后两表面反射回来的光的路程差恰好等于半个波长，它们干涉相消，反射光干涉减弱，透射光就会增强(能量守恒，减小了反射光的能量，透射光的能量就会增强)称为增透膜.
因为人的视觉最敏感的色光为绿光，所以增透膜的厚度为绿光在增透膜中波长的1/4。以增大绿光的透射强度。
因为红光与紫光反射强度大，所以照相机的镜头常呈淡紫色或蓝色.
评
应用二：增透膜
注意：d=????/????里面的波长为光在膜中的波长，不是真空中的波长
?
增反膜：在透镜表面涂上一层薄膜，当薄膜的厚度等于入射光的在薄膜中的波长的1/2时，从薄膜前后两表面反射回来的光的路程差恰好等于一个波长，它们干涉相加，减小了透射光的能量，增强了反射光的能量，称为增反膜。

应用：白天屋内人能看到外面的景物，屋外人只能看到反射的白云蓝天.
评
应用三：增反膜
注意：d=????/2里面的波长为光在膜中的波长，不是真空中的波长
?
新课讲授
思考：增透膜和增反膜的反射光干涉是否会形成明暗条纹？
答：不会。因为增透（反）膜不像劈尖，它表面各处厚度相同，光程差相同，这就意味着某位置前后表面反射光是（减弱）增强的，那么其他位置也是（减弱）增强的，各处反射光干涉后强度一致就不会出现条纹。
增透膜
薄膜厚度
将一块半径很大的平凸透镜与一块平板玻璃叠放在一起，二者之间便形成类似劈尖形的空气层。用单色平行光垂直照射，在空气膜上下表面两束反射光干涉，产生的干涉条纹称牛顿环。
应用四：牛顿环
思考1：为什么牛顿环为一系列明暗相间的同心圆环？
因为同一条纹上各点光程差和厚度也相同，而空气膜的等厚线为同心圆环。
思考1：为什么牛顿环内疏外密？
从截面可以看出，空气薄膜厚度变化并不均匀，根据劈尖干涉结论，相邻明纹（暗纹）空气膜厚度均相差????/????，而牛顿环空气膜中间厚度变化慢，条纹疏，四周厚度变化快，条纹密，因此牛顿环内疏外密。
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{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}
双缝干涉
薄膜干涉
发生干涉条件
需要相干光
需要相干光
相干光来源
双缝S1、S2发出的光
入射光在薄膜前后表面的反射光
条纹中心间距
?????=????????????
公式中的波长取值（易错）
光在真空中的波长
光在薄膜中的波长
双缝干涉与薄膜干涉的对比
检
注意：薄膜干涉所有公式中的波长均是光在薄膜中传播的波长????’，不是真空中的波长????,二者倍数为膜的折射率n,证明公式为：

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