17-6上题中,若薄膜厚度d=350nm,且n2<n1,n2<n3,问:(1)反射 光中哪几种波长的可见光得到加强?(2)透射光中哪几种波长的光会消失? 分析对于反射光而言,由于1>2<n3,故反射光的光程差△1=2n2d +今;对于透射光来说,半波损失对透射光的光程差无影响,此时,透射光的光程 差△2=2n2d.由干涉加强或减弱条件即可解得结果, 解(1)反射光的光程差△1=2n2d+),令△1=k入,在可见光范围内讨论 时发现只有一个夷值满足要求,即当=2时,λ2=653.3m的红光在反射中加 强,此时薄膜从正面看呈红色 (2)透射光的光程差42=2m2d,令△2=(2k+1)今,在可见光范围内讨论 时发现当=2时,入2=653.3m的红光在透射中消失。 讨论对于同一薄膜来说,由于41与△2之间相差今,而相邻干涉最强与 最弱之间的光程差也相差分,放反射光与透射光的相干情况正好互补,即入= 653.3m的红光在反射中加强,则在透射中一定相消,这也正好符合能量守恒 这一基本定律
17-7在折射率n3=1.52的照相机镜头表面涂有一层折射率n2=1.38 的MgF2增透膜,若此膜仪适用于被长A=550nm的光,则此膜的最小厚度为多 少? 分析在薄膜干涉中,膜的材料及厚度都将对两反射光(或两透射光)的光 程差产生影响,从而可使某些波长的光在反射(或透射)中得到加强或减弱,这种 选择性使薄膜干涉在工程技术上有很多应用,本题所述的增透膜,就是希望波长 入=550nm的光在透射中得到加强,从而得到所希望的照相效果(因感光底片对 此波长附近的光最为敏感).具体求解时应注意在>0的前提下,取最小的 允许值. 解1因于涉的互补性,波长为550m的光在透射中得到加强,则在反射中一 定减弱,两反射光的光程差42=2m2d,由干涉相消条件42=(2k+1)今,得 a=(2k+1)2 取k=0,则dmin=99.3m 解2由于空气的折射率n1=1,且有n1<n2<n3,则对透射光而言,两相 干光的光程差△1=2md+分,由干涉加强条件△1=从,得 取k=1,则膜的最小厚度dmin=99.3nm
17-8图中S和S2是由同一电源激发的两个点状、同相、相距4.0m的电 磁波源,且发射功率相等,波长为1.0m.若一检波 y/m 器沿Ox方向由S向右移动,问发现几个讯号最 强点?这些点距S多远? 分析本题应首先求出两相干电磁波在x轴4.0m 上任一点的波程差的表达式8(x),满足8(x)= 入的位置处将出现干涉极大,检波器移动到此处 时接收到的讯号最强. 图17-8 解两相干电磁波源S和S2到Ox轴上任一点x处的波程差以及干涉极 大条件为 8=√(4.0m)2+x2-x=k 当k取0,1,2,3,4时,分别得x0→∞,x1=7.5m,x2=3.0m,x3=1.17m, x4=0,即在这些位置,检波器出现干涉极大.由于电磁波在空气中传播时存在 能量损耗,因而,当x0→∞处的干涉极大点实际已不存在,因此,x轴上讯号最 强点共有4个
7-9利用空气劈尖测细丝直径.如图17-9所示,已知λ=589.3nm,L =2.888×10~2m,测得30条条纹的总宽度为4.295×10-3m,求细丝直径d. 分析在应用劈尖干涉公式d=时,应注 意相邻条纹的间距b是N条条纹的宽度△x除以(N -1). 解由分析知,相邻条纹间距6二产1,则细丝 图17-9 直径 d= 22=2NL=5.75×105m 2n26 2n2△x
17-10如图所示,将符合标准的轴承钢珠a、b和待测钢珠c一起放在两 块平板玻璃之间,若垂直人射光的波长入=580m,问钢珠c的直径比标准小多 少?如果距离d不同,对检测结果有何影响? 分析很显然,如钢珠c与标准件a、b相同,则呈现厚度相同的薄膜干涉: 如钢珠与标准件不同,则为劈尖干涉.后者有等厚干涉条纹出现,a与c之间的 条纹分布如图17-10(6)所示.由于相邻条纹的厚度差△d=2元2而空气的折射 率n2≈1,则两锅珠之间的直径差△x=N),式中N为a与c之间的条纹间隔 数目(注:条纹数目较多时,也可用条纹数目作近似计算),由图17一10(a)知N 约为6} 改变钢珠间的距离d,将钢珠c移至c'处,如图17-10(c)所示,a与c'之间 条纹数并未改变,但由于相邻条纹间距变小,从而影响观测 a(b) (a) (b) (c) 图17-10 解钢珠c和a、b的直径不同,则两平板玻璃形成空气劈.由分析得,钢珠c 的直径与标准件直径相差 △x=N受=1.81×106m 当距离d稍微改变时,a、b与c之间条纹数目未变,故不影响检验结果