“薄膜干涉”教学探讨

高中物理(必修本)第二册“薄膜干涉”中阐述了增透膜的厚度与相消干涉之间的关系:“当薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长的1/4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。”根据这句话,有的人简单地外推为肥皂液薄膜或空气薄膜的厚度等于光在其中波长的1/4时,同样产生相消干涉,其实不然。 分析薄膜前后两个界面反射的光产生干涉时,必须考虑到光反射前后相位是否发生突变。实验证明:当光从光疏媒质射向光密媒质的分界面时,反射光波会发生180的位相突变(相当于半个波长的损失),但当光从光密媒质反射向光疏媒质时,却没有这种突变,至于透射光波,则不发生位相突变。如图1所示,设黑的     

肥皂液薄膜干涉的放大演示

现行高中物理(必修本)第二册第八章，在“薄膜干涉”一节介绍了酒精灯钠焰的肥皂液薄膜干涉的演示实验，但是该实验的可见度较低，且传播界面小．本文特介绍肥皂液薄膜干涉的一种放大演示．     

薄膜干涉的教学探索

大学物理的教学中，薄膜干涉是波动光学中的一个重要教学内容，在教学实践中，应采用先讲述分析处理薄膜干涉问题的思路和步骤，再按此思路和步骤来分析具体的薄膜干涉问题的教学方法。此方法也可适用于其他类似内容的教学。     

正确理解半波损失

讨论了数值为π的相位突变和半波损失的区别与联系、光波在介质界面上反射以及在薄膜干涉中产波损失的产生,并纠正了许多基础物理教材对半波损失的错误理解。     

用劈尖干涉测定液体折射率

依据等厚干涉原理 ,介绍用劈形薄膜表面上所产生的干涉现象即劈尖干涉测定液体折射率的方法 ,并给出测量结果 .     

“薄膜干涉”教学中的几个问题

“薄膜干涉”的教学，是结合实验来进行的．除了肥皂膜的干涉外，教材中还举了用干涉法检查平面(空气膜的干涉)和增透膜的应用例子．由于教材中仅仅定性作了讲述，没有作进一步分析，因而学生对上述三种薄膜干涉的机理在理解时便会出现以下一些问题，所以有必要对此加以探讨．     

杨氏双缝干涉光强公式的两种推证

杨氏双缝干涉实验是物理波动光学中最基本的实验,由对杨氏双缝实验的分析、推证所得到的两相干光波的干涉光强公式,是整个光学干涉问题的基础。不论是分波阵面法的菲湟耳双面镜干涉,劳埃镜干涉,还是分振幅法的种种薄膜干涉：坡耳实验、劈尖、牛顿环等,所依据的基本原...     

光在干涉中的位相突变

光在干涉中的位相突变，必须满足一定的条件，不能把这一特定的条件推向一般。由于位相突变引起的附加光程差称之谓“半波损失”，该物理量对干涉过程中的各物理量的计算有一定的影响     

"声音的传播"实验的重新设计

光照射到薄膜上，不仅反射光能发生干涉，透射光也能发生干涉。一些教辅参考书的习题解答上认为透射光不能发生干涉，本文通过实验验证证实透射光也能发生干涉，并进行了简要的理论分析，以纠正错误。     

分振幅薄膜干涉-等厚干涉实验拓展

通过分析空气劈尖的直线型等厚干涉条纹到牛顿环的圆环型等厚干涉条纹的逐渐演变过程,解释了劈尖干涉条纹及牛顿环干涉圆环分布的特点.证实了劈尖干涉和牛顿环干涉产生机理的一致性,即两种干涉均属于分振幅薄膜干涉-等厚干涉,这在一定程度上是对目前国内常见《光学》教材中薄膜干涉-等厚干涉相关内容的补充和完善,加深了学生对分振幅薄膜干涉-等厚干涉原理的理解,教学效果明显提高.     

由薄膜干涉浅析透镜增透膜增透

文章通过分析薄膜干涉指出增透膜增加透射是利用了薄膜等倾干涉的反射光线干涉相消原理,指出增透是利用减少反射光的能量损来增失强透过光实现增透的作用.     

基于Matlab GUI的薄膜干涉仿真

为动态反映薄膜干涉图样随波长和干涉装置的几何参数的改变而产生的变化,利用Matlab图形用户界面的设计和开发功能,结合真实的可见光谱,制作了劈尖干涉、牛顿环干涉以及迈克尔逊干涉的交互式图形仿真界面.仿真结果图形细致逼真,使该过程的物理规律直观形象,有助于学生理解这几种典型薄膜干涉过程中的物理规律.     

光学薄膜厚度实时在线监测系统的设计

为了实时监测光学薄膜的厚度,设计和制作了一款照明和采集干涉图谱为一体的石英光纤束探头,基于光学多道分析器、白色LED光源和计算机等设备组成,实现高精度监测薄膜厚度的测量系统.以薄膜等厚干涉原理为依据,分析了干涉相消波长测量薄膜厚度的原理与可行性.用汞灯标准谱线对光学多道分析器进行定标,通过自制的石英光纤束探头照明和采集干涉图谱,经光学多道分析器与计算机处理获得薄膜反射干涉相消光波长,计算得到光学薄膜厚度.测量系统通过对手机屏幕贴膜和不干胶薄膜样品的涂层厚度测试,可以监测纳米量级的薄膜厚度.     

空气劈尖的入射角问题探讨

劈尖干涉是一种光的干涉现象,在有些参考书中讨论空气劈尖入射角时,常出现的一些错误,故此,特通过对薄膜干涉等原理的分析和例题论证,解决空气劈尖入射角的一些错误问题。     

多功能薄膜干涉实验装置的应用

在常规实验装置的基础上设计安装了一个光具架,由此制成了一种多功能薄膜干涉实验装置。在该装置上不仅可以完成常规的牛顿环实验,还可完成劈尖干涉实验和多种扩展实验,解决了在单一薄膜干涉实验装置上只能完成一种实验的弊端。     

牛顿环干涉条纹的位置分析

通过对干涉问题的分析，指出实验中为什么认为牛顿环干涉条纹在空气膜上表面．     

用激光作光源的非定域干涉研究

运用光的多光束干涉理论，分别讨论了点光源在薄膜厚度均匀和不均匀情况下的条纹及性质；在考虑观光束干涉的情况下，导出测量平扳楔角的公式；对结果的准确性进行了分析，并给出实验结果。     

在大学物理教学中介绍薄膜干涉的滤波效应

薄膜干涉是一种常见、有用的干涉效应。现行大学物理教材中只讨论了光场的强度效应而忽略了频率效应。该文从相位差与光程差的关系出发，得到了干涉场中光强随光波频率(波长)的分布，结合具体实例，给出了归一化的光强(反射光与透射光)随波长变化的关系曲线。     

位相突变与附加位相差

本文讨论了光波在两种介质分界面上反射和薄膜干涉的两束光的位相变化问题。     

干涉对比法测液体折射率的一种简易方法

在牛顿环干涉实验中,若在平凸透镜的凸面与平玻璃板间加入少许液体,可将液体膜局域等效于液体劈尖,则液体膜可看成是沿平凸透镜的凸面与平玻璃板接触点向外的径向线性增加的液体劈尖,利用液体劈尖的等厚干涉理论可推导出平凸透镜的曲率半径与光波波长间的关系式,进而得到液体折射率与空气膜及液体膜产生的干涉圆环直径间的关系式。利用此关系式可知,只要不改变实验装置,在未知凸透镜曲率半径和光波波长的情况下,分别测出在同一牛顿环装置下液体膜和空气膜的任意相邻干涉圆环的直径,即可方便地测出液体的折射率。