薄膜干涉

如图所示，在平板玻璃面DCF上放一个曲率半径很大的平凸透镜ACB，C点为接触点，这样在ACB和DCF之间，形成一层厚度不均匀的空气薄膜，单色光从上方垂直入射到透镜上，透过透镜，近似垂直地入射于空气膜。分别从膜的上下表面反射的两条光线来自同一条入射光线，它们满足相干条件并在膜的上表面相遇而产生干涉，干涉后的强度由相遇的两条光线的光程差决定，由图可见，二者的光程差△’ 等于膜厚度e的两倍，即△’ =2e 此外，当光在空气膜的上表面反射时，是从光密媒质射向光疏媒质，反射光不发生相位突变，而在下表面反射时，则会发生相位突变，即在反射点处，反射光的相位与入射光的相位之间相差 p ，与之对应的光程差为 l /2 ，所以相干的两条光线还具有 l /2的附加光程差，总的光程差为 （1） 当△满足条件 （ 2) 时，发生相长干涉，出现第K级亮纹，而当 （ 3） 时，发生相消干涉，出现第k级暗纹。因为同一级条纹对应着相同的膜厚，所以干涉条纹是一组等厚度线。可以想见，干涉条纹是一组以C点为中心的同心圆，这就是所谓的牛顿环。 如图所示，设第k级条纹的半径为r k ，对应的膜厚度为e k ，则 （ 4） 在实验中，R的大小为几厘米到几米，而 e k 的数量级为几微米到毫米，所以R >> e k ，e k 2 相对于是一个小量，可以忽略，所以上式可以简化为 （ 5） 如果r k 是第k级暗条纹的半径，由式（1

一. 光学现象 物体表面受光呈现七彩色，且会随着光照方向或观察视角的不同而改变，这是一种光学现象，比如说常见的彩虹。 彩虹是由于水滴中光的反射、折射和 色散 引起的。因为空气中存在的小水珠对各种频率的光具有不同的折射率，使各种色光的传播方向在进入和离开小水珠时各发生一次不同程度的偏折，使复色光分解为单色光，从而形成光谱产生的。 再比如混合了油的水和肥皂泡也有"彩虹"现象，这是由于 薄膜干涉 引起的。薄膜干涉是由两个或者多个半透明表面对光线进行多次反射，使光线之间产生光程差并且发生 干涉 ，通过放大或者削弱某些光频率而产生的。 除了干涉， 衍射 同样也能产生该现象。比如CD，DVD光盘。光盘用于存储数据，因此表面被用激光刻上了很多不同间距的凹槽和刻线，这样光盘的表面就类似于光栅表面，当光线照射到光盘表面时，光线发生衍射，不同波长的光波衍射的角度不同，形成了衍射光谱。 一些动植物的表面也会有这种现象，比如光与昆虫表面的微结构形成的 衍射光栅 发生作用。 二. 光波 光具有波粒二象性，人们常常将光建模为其中一种。大多数的阴影模型将光看做均匀粒子粒子的合集，它们的表现就像打台球一样沿直线传播，当光线射向表面时，它会以相同的入射角反射。这些表面就像理想的镜子完美地反射光线。我们称之为"镜面反射"。 在现实中，大多数物体表现出另一种类型的反射。当一束光照射到表面时，它会分散在各个方向