dch1.7等厚干涉2010

1、， 裝置1 單色點(diǎn)光源所引起的等厚干涉條紋第一章 光的干涉（Interference of Optics）1.7 等厚干涉（Amplitude-splitting interference(2) equal thickness interference）1 單色點(diǎn)光源所引起的等厚干涉條紋點(diǎn)光源S置于透鏡L1的焦點(diǎn)處，則平行光束ab沿一定方向照射薄膜。那么兩束反射的平行光就將以不同方向傳播。第一章 光的干涉（Interference of Optics）1.7 等厚干涉（Amplitude-splitting interference(2) equal thickness interferenc

2、e）1 單色點(diǎn)光源所引起的等厚干涉條紋， 光程差：第一章 光的干涉（Interference of Optics）1.7 等厚干涉（Amplitude-splitting interference(2) equal thickness interference）1 單色點(diǎn)光源所引起的等厚干涉條紋， ， 兩束反射光c1和a2通過表面C時的光程差。2sin22)(122122012inndCDnBCABn正入射時，i1=0， 2202dn作AD 光線c，則第一章 光的干涉（Interference of Optics）1.7 等厚干涉（Amplitude-splitting interferenc

3、e(2) equal thickness interference）， ， ， 等厚干涉條紋1 單色點(diǎn)光源所引起的等厚干涉條紋等厚干涉條紋 第一章 光的干涉（Interference of Optics）1.7 等厚干涉（Amplitude-splitting interference(2) equal thickness interference）， ， ， ， 對于薄膜表面不同的入射點(diǎn)，i1是相同的，應(yīng)。d0 j 但d0不同，故薄膜表面各點(diǎn)經(jīng)透鏡L2所成的像明暗不同，形成平行于尖劈棱的直條紋，即等厚干涉條紋。220cos2injd式 中，i2、n2、 一定，d0與j級對1 單色點(diǎn)光源所引起

4、的等厚干涉條紋零級對應(yīng)于尖劈的棱。第一章 光的干涉（Interference of Optics）1.7 等厚干涉（Amplitude-splitting interference(2) equal thickness interference）1n1nnSMDTL劈尖角劈尖角 劈劈 尖尖bd上板的上板的下表面下表面下板的下板的上表面上表面22nd, 2 , 1j ,j明紋明紋, 1 , 0,2) 12 (jj暗紋暗紋1n1nnd22ndLn1nD劈尖干涉劈尖干涉nn 1dnj2)21(nj2（明紋）（明紋）（暗紋）（暗紋）bb2/n討論討論2 ( (1) )棱邊處棱邊處0d為暗紋為暗紋.22

5、1nddii( (2) )相鄰明紋（暗紋）相鄰明紋（暗紋）間的厚度差間的厚度差LDb2Ln1nD劈尖干涉劈尖干涉nn 1bb2/Ln1nD劈尖干涉劈尖干涉nn 1bb2/LnbLbD22 ( (3) )條紋間距條紋間距nb2 ( (4 ) )干涉條紋的移動干涉條紋的移動 例例 現(xiàn)有兩塊折射率分別為現(xiàn)有兩塊折射率分別為1.451.45和和1.621.62的的玻璃板，使其一端相接觸，形成夾角玻璃板，使其一端相接觸，形成夾角 的尖劈。將波長為的尖劈。將波長為 550 nm 550 nm 的單色光垂直的單色光垂直投射在劈上，并在上方觀察劈的干涉條紋。投射在劈上，并在上方觀察劈的干涉條紋。 （1 1）試

6、求條紋間距；）試求條紋間距； （2 2）若將整個劈浸入折射率為）若將整個劈浸入折射率為 1.52 1.52 的杉木油中，則條紋的間距變成多少？的杉木油中，則條紋的間距變成多少？ （3 3）定性說明當(dāng)劈浸入油中后，干涉）定性說明當(dāng)劈浸入油中后，干涉條紋將如何變化？條紋將如何變化？6 解解（1）干涉相長的條件為）干涉相長的條件為 相鄰兩亮條紋對應(yīng)的薄膜厚度差為相鄰兩亮條紋對應(yīng)的薄膜厚度差為 對于空氣劈，對于空氣劈，n = 1 , 則則j22nd02nddd010202ddd01020 xdtansin0 xddd00102 由此可得：由此可得： （2）浸入油中后，條紋間距變?yōu)椋┙胗椭泻?，條紋間距

7、變?yōu)?（3）浸入油中后，兩塊玻璃板相接觸端，由于無）浸入油中后，兩塊玻璃板相接觸端，由于無額外光程差，因而從暗條紋變成亮條紋。相應(yīng)的額外光程差，因而從暗條紋變成亮條紋。相應(yīng)的條紋間距變窄，觀察者將看到條紋向棱邊移動。條紋間距變窄，觀察者將看到條紋向棱邊移動。2x)mm(158.01806062105502x6)mm(104. 052. 1158. 0nx2nx( (2) )測膜厚測膜厚Si0d1n2n2SiO( (1) )干涉膨脹儀干涉膨脹儀0d102nNdd2Nd e ( (3) )檢驗(yàn)光學(xué)元件表面的平整度檢驗(yàn)光學(xué)元件表面的平整度2sinbbbe6231b b因?yàn)楹穸认嗤牡胤綄?yīng)同一條干涉

8、條紋，所以如因?yàn)楹穸认嗤牡胤綄?yīng)同一條干涉條紋，所以如果條紋偏向膜（空氣）厚的部分，說明平面上有凸果條紋偏向膜（空氣）厚的部分，說明平面上有凸起；如果條紋偏向膜（空氣）薄的部分，說明平面起；如果條紋偏向膜（空氣）薄的部分，說明平面上有凹坑。上有凹坑。1nn1nLd空氣空氣 1n( (4) )測細(xì)絲的直徑測細(xì)絲的直徑bLndbnLd22sintanb由一塊平板玻璃和一平凸透鏡組成由一塊平板玻璃和一平凸透鏡組成d22 d光程差光程差 牛頓環(huán)（牛頓環(huán)（Newton s ring）是一種用分振幅）是一種用分振幅的方法實(shí)現(xiàn)的定域等厚干涉現(xiàn)象，是牛頓的方法實(shí)現(xiàn)的定域等厚干涉現(xiàn)象，是牛頓在進(jìn)一步考察胡克研

9、究的肥皂泡薄膜的色在進(jìn)一步考察胡克研究的肥皂泡薄膜的色彩問題時提出來的。其中最有價值的成果彩問題時提出來的。其中最有價值的成果是，發(fā)現(xiàn)通過測量同心圓的半徑就可算出是，發(fā)現(xiàn)通過測量同心圓的半徑就可算出凸透鏡和平面玻璃板之間對應(yīng)位置空氣層凸透鏡和平面玻璃板之間對應(yīng)位置空氣層的厚度，但由于他主張光的微粒說而未能的厚度，但由于他主張光的微粒說而未能對它作出正確的解釋。直到十九世紀(jì)初，對它作出正確的解釋。直到十九世紀(jì)初，托馬斯托馬斯楊才用光的干涉原理解釋了牛頓環(huán)楊才用光的干涉原理解釋了牛頓環(huán)現(xiàn)象，并參考牛頓的測量結(jié)果計(jì)算了不同現(xiàn)象，并參考牛頓的測量結(jié)果計(jì)算了不同顏色的光波對應(yīng)的波長和頻率。顏色的光波對應(yīng)

10、的波長和頻率。 牛頓環(huán)干涉圖樣牛頓環(huán)干涉圖樣顯微鏡顯微鏡SLRrdM 半透半透半反鏡半反鏡TR), 2 , 1(jj明紋明紋)1 0( 2) 12 (，jj暗紋暗紋rd22 d光程差光程差R22222)(ddRdRRr02ddRRdRr)2(2rdRjr)21( jRr暗環(huán)半徑暗環(huán)半徑明環(huán)半徑明環(huán)半徑 ( (1) )從反射光中觀測，中心點(diǎn)是暗點(diǎn)還從反射光中觀測，中心點(diǎn)是暗點(diǎn)還是亮點(diǎn)？從透射光中觀測，中心點(diǎn)是暗點(diǎn)是亮點(diǎn)？從透射光中觀測，中心點(diǎn)是暗點(diǎn)還是亮點(diǎn)？還是亮點(diǎn)？ ( (2) )屬于等厚干涉，條紋間距不等，為屬于等厚干涉，條紋間距不等，為什么？什么？), 2 , 1 , 0(j暗環(huán)半徑暗環(huán)半

11、徑明環(huán)半徑明環(huán)半徑), 3 , 2 , 1(jRjr)21( jRr討討論論 ( (4) )應(yīng)用例子應(yīng)用例子:可以用來測量光波波長，可以用來測量光波波長，用于檢測透鏡質(zhì)量，曲率半徑等用于檢測透鏡質(zhì)量，曲率半徑等. ( (3) )將牛頓環(huán)置于將牛頓環(huán)置于 的液體中，條的液體中，條紋如何變化？紋如何變化？1n把牛頓環(huán)裝置把牛頓環(huán)裝置(都是用折射率為都是用折射率為1.5的玻璃制的玻璃制成成)由空氣搬入折射率為由空氣搬入折射率為1.33的水中，則干涉的水中，則干涉條紋將如何改變條紋將如何改變?rnnkRr 解解變密變密RrjRrk2Rmjrmk)(2mrrRkmk22r2等厚干涉花樣等傾干涉花樣2n3

12、n321nnn1nnn半波損失需具體問題具體分析半波損失需具體問題具體分析. 牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)裝置中，平板玻璃板是由兩部牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)裝置中，平板玻璃板是由兩部分組成，（冕玻璃的折射率為、重火石為）分組成，（冕玻璃的折射率為、重火石為）透鏡用冕玻璃制成，而透鏡與玻璃之間充透鏡用冕玻璃制成，而透鏡與玻璃之間充滿二硫化碳，試問由此而成的牛頓環(huán)花樣滿二硫化碳，試問由此而成的牛頓環(huán)花樣如何？如何？ 思考思考 ？， 白光入射對于某一指定入射角i1，其疊加結(jié)果，某些波2薄膜色， 02011221222)23(2)21(sindjdjinn長的光強(qiáng)最大，某些波長的光強(qiáng)最小，還有某些波長的光強(qiáng)則介于其間，即第一章 光的干涉（Interference of Optics）1.7 等厚干涉（Amplitude-splitting interferenc