光的干涉小論文 楊杰 王紹宗

論帶水層的路面可看到彩色光帶的形成原因楊杰王紹宗（物理與電子工程系物教1001班）摘要：五一假期期間和同學一起逛街，天氣很熱，路過丹江大道，一灑水車正在路面灑水，路面變得很濕潤，也感覺一絲絲涼意，驚奇的發(fā)現(xiàn)帶水的路面有彩色光帶，這使心情變得更加愉快，學了《光學?光的干涉》對于彩色光帶的形成可做如下分析。關鍵詞：彩色光帶干涉條紋波長薄膜干涉一等厚干涉光程差半波損失光的三原色1.薄膜干涉1.薄膜干涉?等厚干涉的形成條件薄膜可以是透明固體、液體或由兩塊玻璃所夾的氣體薄層。若光源為擴展光源（面光源），則只能在兩相干光束的特定重疊區(qū)才能觀察到干涉，故屬定域干涉。對兩表面互相平行的平面薄膜，干涉條紋定域在無窮遠，通常借助于會聚透鏡在其像方焦面內(nèi)觀察；對楔形薄膜，干涉條紋定域在薄膜附近。A薄膜干涉中兩相干光的光程差公式為8=2ndcosi±4式中n為薄膜的折20 22 2射率；d0為入射點的薄膜厚度；匕為薄膜內(nèi)的折射角；±"2是由于兩束相干光在性質(zhì)不同的兩個界面（一個是光疏-光密界面，另一是光密-光疏界面）上反射而引起的附加光程差。由薄膜上、下表面反射（或折射）光束相遇而產(chǎn)生的干涉.這是由平行光入射到厚度變化均勻、折射率均勻的薄膜上、下表面而形成的干涉條紋.薄膜厚度相同的地方形成同條干涉條紋，稱為等厚干涉。薄膜干涉一等厚干涉：形成明紋（相長）的條件為Ah=（j+吊，一，.22寸"-n2sini=1,2,3，......A 薄膜干涉形成暗紋（相消）的條件為Ah=j,人2「n2—n2sini'2 1 1j=1,2,3，......A其中2.分析路面彩色光的形成路面是不平整的，灑上水后，水就填在凹凸不平處形成一層水膜，從遠處看就像層薄膜附著在路面，陽光從無限遠處照過來可等同于一簇簇平行光源，，當陽光照到路面上由于路面的不平整，造成附著在路面的水也是不平整的。假若光垂直射向上層水表面經(jīng)上層水層反射回來，而同時這些垂直入射的光線也在水層下表面反射上來，由于是垂直入射經(jīng)過下層水面的光線沿原路返回，正射光線入射角＜=0，由于光線是從空氣到水（從光疏到光密）經(jīng)上層反射的光存在半波損失即損失入，經(jīng)下層水面反射的光線（由光密到光疏）不存在2半波損失但兩次反射的可以形成光的干涉。如圖a所示假若第一次反射光線c1光程為,1，第二次經(jīng)下層水面反射光線a光程為,，可算式：,t上=8即8=2nd-匕其中d指路面凹凸的深度，從2 2 2 1 2 水02 0上式即以及等厚干涉條紋形成條件分析可知在水面上課形成明暗相間的條紋；可見光是紅綠藍三原色組成，也可說成是由紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七種單色光組成，它們的波長各不相同，經(jīng)水膜的兩次反射后被分隔開來，從而致使在水面上形成彩色的光帶。參