关于减反射膜和减反射膜的几点看法_增透膜论文

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增透膜和增反膜在光学仪器中有广泛的应用,中学物理中也有增透膜和增反膜的相关问题出现。但是,有些问题常常容易混淆,现将几个问题明确如下。

增透膜和增反膜都是在光学仪器的镜面上镀一层晶体膜,以达到预期的光学效果。下面以最常见的玻璃镀膜为例说明。

一、对折射率的要求

二、原理

如图1所示,光从左侧入射经过膜前表面的反射光1和经过膜后表面的反射光2发生干涉。设膜的厚度为d,光在膜中的波长为λ。入射光在膜的前表面发生反射时,是从光疏介质(空气)进入光密介质(膜),要发生半波损失。光进入膜中经膜后表面反射时,也是从光疏介质(膜)进入光密介质(玻璃),因此也要发生半波损失。即经过膜的前表面和后表面反射的反射光都存在半波损失。因此可以不考虑半波损失。通常讨论近轴光线,即入射角很小的光线,其入射角近似于0°,那么反射光1和2的波程差δ=2d,则

由能量守恒知,当反射光相互减弱时,即反射光的能量减小,那么透射的能量就增强。反之,如果透射光的能量减小,那么反射的能量就强。如此可以达到增强透射光或增强反射光的目的。

1.增透膜

增透膜的目的是通过减弱反射光,得以增加透射光的能量。因此膜的厚度要满足

(2)由于不同色光的波长不同,因此,一层膜不可能将所有的色光的透射都增强,只能增强某种色光。绿光对人眼睛的刺激作用最强,因此,类似眼镜、照相机所镀的都是绿光增透膜。太阳能热水器真空管镀的是红光增透膜;

(3)绿光增透膜使绿光反射减弱,经过此膜的反射光,是与绿光波长相差较多的红光和紫光,这两种光叠加形成淡紫色。

(4)在图1中光从左侧射向右侧,绿光在左侧表面相互减弱。那么光从右侧射向左侧时,在右侧发生相互减弱吗?

图2

如图2所示,光进入玻璃后,因为玻璃太厚,因此经过玻璃的前后表面反射的光不会发生干涉。所以,进入玻璃后经过膜的右侧反射的光是从光密介质进入光疏介质,不发生半波损失。同理,光进入膜中经过膜的左侧表面反射也是从光密进入光疏介质,也不发生半波损失。因此,所以还是减弱。也就是对于透射光来说,不管从哪一侧进入,反射光都是减弱的。

2.增反膜

增反膜的目的是增加反射光的强度,也就是使反射光干涉加强,在图1中使得膜的厚度满足(k=1,2,…)即可。由此可知:

(1)膜的最小厚度

(2)一层膜只能使某一种色光反射增强,不是能使所有的色光都能同时反射增强;

(3)类似前面分析不难知道,增反膜的哪一侧的光线增强,对哪一侧光的反射就较明显。

例如,一些建筑物装的幕墙玻璃,白天不容易从外面看清里面,里面容易看得清外面。而晚上里面开灯较亮,外面较暗,因此外面容易看清里面,但里面看不清外面。所以人们常说的幕墙玻璃外面看不到里面这种说法实际上是错误的。

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