增透膜为什么可以增加透射光强度
——增透膜为什么可以增透
摘要
关于增透膜为什么可以增透一直是一个教学难点,老师也难以解答清楚,到底怎么来解释希望共同探讨
关键词:增透膜干涉相消
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几乎所有的高中物理教材在讲光的薄膜干涉时,都介绍了薄膜干涉的一个重要应用¾¾增透膜。如照相机、摄像机等的镜头看上去呈淡紫色,就是因为这些镜头上镀了一层增透膜。其原理是:当入射光照到镜头时,如果从薄膜前后两表面反射来的两列光波其路程差恰好等于半波长的奇数倍,两列波便产生相消干涉,振动减弱,于是大大地加强了透射光的强度,达到增透的目的。而镜头上呈淡紫色,是因为射来的白光中含有由红到紫的七种单色光,其波长各不相同,人们便选择薄膜的厚度使之等于绿光在薄膜中传播时波长的1/4,于是反射的绿色被较好地抵消,其余的光抵消较弱,特别是波长与绿光相差较远的红光和紫光,故镜头看起来呈淡紫色。

可是,有同学问:光既然被反射出来了,为什么可以使透射光的强度增大呢?我从以下几方面进行了解释。

一、从能量守恒的角度分析

按照波动理论,光是一种波,是传递能量的一种形式。当两列相干波相遇时,如果波程差恰好等于半波长的奇数倍,即波峰与波谷相遇,则两列波相互抵消,合振幅为零,即振动能量减弱至零。而光传播的总能量是守恒的,反射光能量减弱,必有透射光能量增强,故可增透。

二、从干涉的本质上理解

设从前界面A反射来的光记为波Ⅰ,从后界面B反射来的光记为波Ⅱ。是不是这两列波都被反射出来以后才发生相消干涉呢?事实并非这样。当波Ⅱ到达界面A时,与波Ⅰ相遇,如果薄膜厚度恰为光在薄膜介质中波长的1/4,则波Ⅱ在介质中的总路程为半个波长,即两列波的波程差为半个波长,两者振动方向相反,相互抵消。这一过程应该发生在波Ⅰ即将被反射出来之际,而不是反射后才发生。即在这里波Ⅰ实际上并没有反射出来,或只反射出来抵消后的一小部分。而波Ⅱ在界面A处实际上相当于被“弹回”。因而两列光波实际上并没有反射出去,而是被透过了薄膜,即可以增透。

上面第二种解释不一定很恰当,还望与同仁们共同探讨。

合作编辑者:卢小柱
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