高二物理競賽劈尖 牛頓環(huán)課件

相位差干涉加強(qiáng)干涉減弱dn1n2n3dn1n2n3反射光透射光試分析下述情況下反射光和透射光的光程差反射光透射光二劈尖14-3薄膜干涉（1）實(shí)驗(yàn)裝置明暗（2）理論分析(等厚干涉)討論：1）劈尖條紋分布棱邊處厚度相同處對應(yīng)同一級條紋2）相鄰明紋（暗紋）間的厚度差劈尖干涉為暗紋等厚干涉明暗3）條紋間距（明紋或暗紋）劈尖干涉4）條紋特點(diǎn)一組平行于棱邊、等間距的、明暗相間的直條紋

5）干涉條紋的移動與條紋對應(yīng)的等厚線的移動注意:逆時(shí)針轉(zhuǎn)動時(shí),條紋向棱邊密集;反之,向反方向疏散.向上平移時(shí),條紋向棱邊平移;反之,向反方向平移.

例1有一玻璃劈尖,放在空氣中,劈尖夾角,用波長的單色光垂直入射時(shí),測得干涉條紋的寬度,求這玻璃的折射率.解2）測膜厚（3）劈尖干涉的應(yīng)用1）干涉膨脹儀標(biāo)準(zhǔn)件工件自棱邊起暗紋條數(shù).3）檢驗(yàn)光學(xué)元件表面的平整度4）測細(xì)絲的直徑空氣求：解：

例2

有兩塊平行平面玻璃構(gòu)成空氣劈尖,用波長500nm的單色平行光垂直照射劈尖上表面。求（1）從棱算起的第10條暗條紋處空氣膜的厚度；（2）使膜上表面向上平移條紋如何變化？若

，原來第10條暗紋處現(xiàn)在是第幾級？解：第10條暗紋（1）（2）條紋向棱邊平移

例3

如圖所示，兩塊平行玻璃片的一端相接，另一端用直徑為的細(xì)金屬絲隔開。用波長680nm的單色光垂直照射。試問玻璃片上共呈現(xiàn)多少條暗紋？解：空氣劈尖上下表面反射光的光程差：最大膜厚D處，形成最高級次因k=0(棱邊)為暗紋，所以共呈現(xiàn)142條暗紋（1）實(shí)驗(yàn)裝置三牛頓環(huán)（等厚干涉）反射光光程差明紋暗紋rd暗環(huán)半徑明環(huán)半徑（2）理論分析R討論

1）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)還是亮點(diǎn)？反射光光程差透射光光程差反射光與透射光互補(bǔ)中心為暗點(diǎn)中心為亮點(diǎn)能量守恒2）屬于等厚干涉，條紋間距不等，為什么？劈尖干涉各級條紋處的夾角相等，故條紋等間距；牛頓環(huán)各級圓環(huán)處的夾角由里向外逐漸增大，故條紋分布里疏外密．3）將牛頓環(huán)置于的液體中，條紋如何變？暗環(huán)半徑明環(huán)半徑測量透鏡的曲率半徑

4）應(yīng)用例子:可以用來測量光波波長，用于檢測透鏡質(zhì)量，曲率半徑等.工件標(biāo)準(zhǔn)件

例4

用氦氖激光器發(fā)出的波長為633nm的單色光做牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)，測得第個(gè)k

暗環(huán)的半徑為5.63mm,第k+5暗環(huán)的半徑為7.96mm，求平凸透鏡的曲率半徑R.解：

例5

如圖所示為測量油膜折射率的實(shí)驗(yàn)裝置,在平面玻璃片G上放一油滴，并展開成圓形油膜，在波長的單色光垂直入射下，從反射光中可觀察到油膜所形成的干涉條紋.已知玻璃的折射率，問:(1)當(dāng)油膜中心最高點(diǎn)與玻璃片的上表面相距時(shí)，干涉條紋如何分布？(2)可見明紋的條數(shù)及各明紋處膜厚?(3)中心點(diǎn)的明暗程度如何?(4)若油膜展開條紋如何變化?并求油膜的曲率半徑.,油膜的折射率SLG(1)條紋為同心圓油膜邊緣明紋明紋解