三、薄膜干涉
薄膜干涉 用薄膜也可以观察到光的干涉。把酒精灯放在金属丝圈上的肥皂液薄膜前(图 8-5 甲),在酒精灯火焰里洒上一些氯化钠,用火焰发出的黄光照射薄膜,就可以在薄膜上看到火焰的反射像,像上出现了明暗相间的条纹。
竖立的肥皂液薄膜在重力的作用下成了上薄下厚的楔形。酒精灯火焰的光照射到薄膜上时,从膜的前表面和后表面分别反射出来形成两列波, 这两列波的频率相同,能产生干涉。在薄膜的某些地方,两列波反射回来时恰是波峰和波峰叠加、波谷和波谷叠加,使光波的振动加强,形成黄色的亮条纹;在另外一些地方,两列波的波峰和波谷叠加,使光波的振动互相抵消,形成暗条纹。
如果用白光照射上述肥皂液薄膜,薄膜就出现各种不同颜色的条纹。在肥皂泡上和水面的油膜上常常看到的彩色花纹,就是因为光的干涉造成的。
光的干涉在技术上的应用 光的干涉现象在技术中有重要应用。例如,在磨制各种镜面或其他精密部件时,对加工表面的形状可以用干涉法检查。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楔形的空气薄层(图 8-6 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,从反射光中就会看到干涉条纹。如果被测表面是平的,空气层的厚度相同的各点就位于一条直线上,产生的干涉条纹就是平行的(图 8-6 乙);如果被测表面某些地方不平,那么空气层的厚度相同的各点就不再位于一条直线上,产生的干涉条纹就要发生弯曲,从干涉条纹弯曲的方向和程度可以了解被测表面的不平情况(图 8-6 丙)。这种测量的精度可达 10-6 厘米。
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现代光学装置,如摄影机和电影放映机的镜头、潜水艇的潜望镜等, 都是由许多光学元件——透镜、棱镜等组成的。进入这些装置的光,在每个元件的表面都要发生反射,结果只有入射光的 10~20%通过装置,所成的像既暗又不清晰。怎样消除表面反射造成的后果呢?可以在透镜和棱镜的表面涂上一层薄膜(一般用氟化镁)。当薄膜的厚度适当时,在薄膜的两个面上反射的光,路程差恰好等于半个波长,因而互相抵消。这就大大减少了光的反射损失,增强了透射光的强度。这种薄膜叫增透膜。