等傾干涉與等厚干涉的比較(共9頁)

1、目 錄本科生畢業(yè)論文誠信(chn xn)聲明1等厚干涉(gnsh)與等傾干涉的比較2中文(zhngwn)摘要2英文摘要21. 引言22 等厚干涉和等傾干涉22.1等厚干涉22.2等傾干涉33.干涉條紋之比較 43.1 牛頓環(huán)干涉條紋的半徑和間距43.2等傾干涉條紋的半徑和間距43.3 兩種干涉條紋形狀的比較54 .干涉條紋移動規(guī)律之比較5參考文獻5致謝6 本科生畢業(yè)論文誠信(chn xn)聲明 本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)論文，是本人在指導老師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產(chǎn)權爭議，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對

2、本文的研究做出重要貢獻的個人和集體均已在文中以明確方式明。本人完全意識到本聲明的法律(fl)結果由本人承擔。 作者(zuzh)簽名： 二0一 年 月 日等厚干涉(gnsh)與等傾干涉的比較劉xx，付文羽（隴東學院(xuyun) 電氣工程學院， 甘肅 慶陽 74500） 摘 要：對牛頓環(huán)等厚干涉和薄膜等傾干涉條紋形成原理, 干涉條紋的半徑、間距、干涉級次等進行(jnxng)比較和分析, 揭示兩種相似條紋的本質(zhì)區(qū)別。 關鍵詞：等厚干涉 等傾干涉 條紋半徑 條紋間距 干涉級次Thickness Interference And Isoclinic InterferenceLIU xx, FU Wen

3、-yu（Electrical Engineering College,Longdong University,Qingyang 74500,Gansu） Abstract:Of Newton ring thickness interference and film isoclinic interference fringe formation principle, the radius of the interference fringes,spacing,interference levels compare and analysis,reveals the essential differ

4、ence between two similar stripe. Key Words: Isopach interference Isoclinic interference Stripe radius Fringe spacing Interference levels1 引言 在光學教學中，關于等傾干涉和等厚干涉學生理解起來往往比較困難，有時顯得似是而非，容易望文生義從字面上認為“等厚干涉”是指薄膜厚度是等厚的干涉這一錯誤結論，從而把等傾干涉和等厚干涉混淆起來，筆者通過幾年的教學，總結出了等傾干涉和等厚干涉的異同點，以便學習。2 等厚干涉和等傾干涉 等傾干涉和等厚干涉是薄膜干涉的兩種典型形

5、式。薄膜干涉是由薄膜上、下表面反射(或折射)光束相遇而產(chǎn)生的一種干涉現(xiàn)象。 簿膜干涉分兩種:一種稱做等厚干涉,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一級干涉條紋,故稱等厚干涉。牛頓環(huán)和楔形平板(pngbn)干涉都屬等厚干涉。另一種稱做等傾干涉。當不同傾角的光入射到折射率均勻(jnyn),上、下表面平行的薄膜上時,同一傾角的光經(jīng)薄膜上、下表面反射(或折射)后相遇形成同一級干涉條紋(tio wn),不同的干涉明紋或暗紋對應不同的傾角,這種干涉稱做等傾干涉。2.1 等厚干涉 等厚干涉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

6、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，故稱等厚干涉牛頓環(huán)和楔形平板干涉都屬等厚干涉。 常規(guī)的等厚干涉現(xiàn)象研究以牛頓環(huán)為例進行討論。牛頓環(huán)儀是在一平板玻璃上放置一平凸透鏡,兩者之間有一空氣薄層,當用單色的平行光照射時,就會在空氣層中形成等厚干涉條紋,這些條紋是一圖1 牛頓環(huán)實驗裝置和干涉花樣組同心圓環(huán),即牛頓環(huán)5,如圖1。2.2 等傾干涉 是薄膜干涉的一種。薄膜此時是均勻的，光線以傾角i入射，上下兩條反等傾干涉薄膜（均勻）射光線經(jīng)過透鏡作用會匯聚一起，形成干涉。由于入射角相同的光經(jīng)薄膜兩表面反射形成的反射光在相遇點有相同的光程差，也就是說，凡入射角相同的就形成同一條紋，故這些傾斜度

7、不同的光束經(jīng)薄膜反射所形成的干涉花樣是一些明暗相間的同心圓環(huán)這種干涉稱為等傾干涉（如圖2）。傾角i相同時，干涉情況一樣（因此叫做“等傾干涉”）當光程差為波長(bchng)整數(shù)倍時，形成亮條紋，為半波長奇數(shù)倍時是暗條紋。等傾條紋是內(nèi)疏外密的同心圓環(huán)（如圖3）3 干涉(gnsh)條紋之比較 為方便比較和分析,兩種干涉中都采用討論空氣膜的情況。而對于填充其他介質(zhì)的情況,以下的討論過程(guchng)完全相似,并不改變對比結論。3.1 牛頓環(huán)干涉條紋的半徑和間距 設平凸透鏡的半徑為R, 為入射光波長。 則牛頓環(huán)中,第j級暗環(huán)半徑為: r= j=1,2,3, (1) 對上式微分,可得第j級圓環(huán)附近相鄰兩

8、暗環(huán)的間距為: r= j=1,2,3, (2)3. 2 等傾干涉條紋的半徑和間距 設空氣膜厚度為 d , 為入射光波長,凸透鏡焦距為 f ,入射光線的傾角為i,則對干涉條紋的中心i=0處, 2d=m (3) 這時我們(w men)看到的第j個暗環(huán)的干涉級實際 為 m-j級 ,并 且 滿 足 : 2=(m-j) (4) 利 用 三 角 函 數(shù)cos=1-2sin2,代 入上式并用(bn yn)(3)式替換(4)式中的 m ,整理(zhngl)后可 得 到 : sin= (5) 當 d 時,傾角為小角,則sin,于 是 : (6)因此第j個暗環(huán)的半徑為: (7)對上式微分,可得第j個圓環(huán)附近相鄰兩

9、暗環(huán)的間距為: j=1,2,3, (8)3.3 兩種干涉條紋形狀的比較 從公式(1)和(7);(2)和(8)的對比當中可以看到,牛頓環(huán)干涉條紋和等傾干涉條紋的半徑、間距只是具有相同的形式,但并不完全一樣,從而造成了兩種干涉條紋的形似。同時兩種干涉條紋的級次分布不同:牛頓環(huán)干涉條紋是內(nèi)環(huán)的級次低而外環(huán)的級次高,等傾干涉條紋是內(nèi)環(huán)的級次高而外環(huán)的級次低。4 干涉條紋移動規(guī)律之比較 當空氣膜厚度d連續(xù)增加時,相干光間的光程差變大,于是高級次條紋將向低級次條紋所在位置方向移動。對牛頓環(huán)干涉條紋來說,條紋將由外向內(nèi)移動,并且越來越密;而對等傾干涉條紋來說,條紋將由內(nèi)向外移動,也會越來越密。當空氣膜厚度d連續(xù)減小時,將會與上述情況相反。參考文獻1 姚 啟 鈞 .光學教程(jiochng)M.北京:高 等 教 育出 版 社 ,2002,3.2 趙凱華,鐘錫華.光學M.北京(bi jn):北京大學 出 版 社 ,1984.致 謝內(nèi)容總結（1）目 錄本科生畢業(yè)