三、薄膜干涉及其应用
一、薄膜干涉
把金属丝圆环在肥皂液里蘸一下，环上就形成一层肥皂液薄膜、用单色光照射薄膜，薄膜上就产生明暗相间的干涉条纹（图 6–4）。产生这种现象是由于照射到膜上的光会从膜的前表面和后表面分别反射回来，形成两列波，这两列波是由同一入射波产生的，因此频率相同，相差恒定，能够产生干涉。竖立的肥皂薄膜在重力作用下成为上薄下厚的楔形，在薄膜的某些地方，反射回来的两列波恰好波峰和波峰（或者波谷和波谷）叠加，光振动加强，产生亮条纹；在另外一些地方，恰好波峰和波谷叠加，光振动削弱，产生暗条纹，这就是薄膜干涉的原因。
肥皂泡在太阳光照耀下会出现彩色的条纹，也是由薄膜干涉产生的。白光中每种色光的波长不同，所以在薄膜某一厚度的地方，某一波长的反射光互相加强，就出现这种色光的亮纹；在另一厚度的地方，另一波长的反射光互相加强，就出现另一色光的亮纹，这样，在薄膜上就出现了不同颜色的条纹。
二、检查精密零件的表面质量
各种精密零件，例如光学元件，对表面加工的质量要求很高，一般精度要求在几分之一光波波长之内，这样的表面需要用干涉法来检验，如果被检查的表面是一个平面，可以在它的上面放一个透明的标准样板，并在一端垫一薄片，使样板的标准平面和被检查的平面间形成一个劈形的空气薄层（图 6–5 甲）。用单色光从上面照射，入射光从空气层的上下表面反射出两列光波，于是从反射光中就会看到干涉条纹。如果被测表面是平的，产生的干涉条纹就是一组平行的直线；如果被测表面某些地方不平，产生的干涉条纹就要发生弯曲（图 6–5 乙）。从下涉条纹弯曲的方向和程度还可以了解被测表面的不平情况。这种测量的精度可达 10−6 厘米。
三、增透膜
现代光学装置，如摄影机、电影放映机、潜水艇的潜望镜等，都是由许多透镜和棱镜组成的，光进入这些装置时，在每个镜面上都有一部分光被反射，使得通过装置的光减少，结果成的像就不清晰，计算表明，如果一个装置中包含有六透镜，那么将有 50% 左右的光被反射，为了减少光在元件表面上的反射损失，提高成像的质量，可在元件表面涂上一层透明薄膜（一般用氟化镁）。当薄膜厚度是入射光在薄膜介质中波长的
在通常情况下入射光为白光，增透膜的厚度只能使一定波长的光反射时互相抵消，不可能使白光中的所有波长的光都互相抵消。在选择增透膜的厚度时，一般是使光谱中部的绿光在直入射时互相抵消，因为人的视觉对这种光最敏感。这时光谱边缘部分的红光和紫光并没有完全抵消，所以涂有增透膜的光学镜头呈淡紫色。
阅读材料：全息照相
同学们从报刊杂志上可能看到过全息照相这个名词，知道全息照相是一种新的照相技术，那么，什么是全息照相？它与普通照相有什么不同？下面我们就来介绍一下这个问题。
我们知道，普通照相是把照相机的镜头对着被拍摄的物体，让从物体上反射的光进入镜头，在感光底片上产生物体的像。感光底片上记录的是从物体上各点反射出来的光的强度。
但是，光是一种波，从被摄物体上各点反射出来的光不仅强度（它正比于光波振幅的平方）不同，而且位相也不同。全息照相就是一种既记录反射光的强度，又记录反射光的位相的照相术，这种照相术记录的是光波的振幅和位相的全部信息，所以称为全息照相。
全息照相是应用光的干涉来实现的。它用激光（是良好的相干光）作光源，全息照相的原理如图 6–6 所示，激光束被分成两部分：一部分射向被摄物体，另一部分射向反射镜（这束光叫做参考光束），从物体上反射出来的光（叫做物光束）具有不同的振幅和位相，物光束和从反射镜来的参考光束都射到感光片上，两束光发生干涉，在感光片上产生明暗的于涉条纹，感光片就成了全息照片。干涉条纹的明暗记录了干涉后光的强度，干涉条纹的形状记录了两束光的位相关系。
从全息照片的干涉条纹上不能直接看到物体的像，为了现出物体的像，必须用激光束（参考光束）去照射全息照片，当参考光束通过全息照片时，便复现出物光束的全部信息，于是就能看到物体的像。
全息照相较之普通照相有许多优点。第一，它再现出来的像是跟原来物体一模一样的逼真的立体像，跟观察实物完全一样；第二，把全息照片分成若干小块，每一小块都可以完整地现出原来物体的像，所以全息照片即使有缺损，也不会使像失真；第三，在同一张感光片上可以重迭记录许多像，这些像能够互不干扰地单独显示出来。
全息照相技术有重要的实际应用，全息照相在一张感光片上可以重叠记录许多像，这为信息的大容量高密度储存提供了可能，例如用全息照相方法可以把一本几百页的书的内容存储在只有指甲大小的全息照片上。全息照相在精密测量、无损检验、显微术等方面也得到应用，随着全息照相技术的发展，它将会得到更广泛的应用。
练习一
（1）绿光的干涉条纹与红光的干涉条纹有什么不同？用白光做干涉实验，为什么会得到彩色的干涉条纹？在彩色条纹中最靠近中央亮纹的是哪种颜色的条纹？为什么？
（2）在杨氏双缝实验中，保持双缝到屏的距离不变，调节双缝间的距离，当距离增大时，干涉条纹间的距离将变_________；当距离减小时，干涉条纹间的距离将变_________。
（3）色光从真空进入媒质后，频率不变，但传播速度减小了，波长将如何变化？
（4）用单色光做双缝干涉实验，测得双缝间的距离为 0.4 毫米，双缝到屏的距离为 1 米，干涉条纹的间距为 1.5 毫米，求所用光波的波长。
（5）取两块平玻璃板，用手指把它们紧紧捏在一起，会从玻璃板面上看到许多彩色花纹；改变手指用力的大小，花纹的颜色和形状也随着改变，做这个实验，并解释看到的现象。
发布时间：2025/6/11 下午2:20:58 阅读次数：261
