第十一章 【薄膜、劈尖、牛頓環(huán)】習題課.ppt

1、相干光,分波陣面法,分振幅法,（楊氏雙縫干涉）,薄膜干涉,劈尖干涉,牛頓環(huán)干涉,一.薄膜干涉,加強,減弱,減弱,二、劈尖干涉,劈棱處出現(xiàn)明紋還是暗紋？,減弱,劈棱處出現(xiàn)明紋還是暗紋？,3.測微小物體的厚度,1.相鄰明（暗）紋間的厚度差,三、牛頓環(huán)干涉,明環(huán)半徑,暗環(huán)半徑,空氣,若平凸透鏡與平玻璃之間充滿折射率 介質：,1. 真空中波長為的平行單色光垂直照射到薄膜上，經上下兩表面反射的兩束光發(fā)生干涉，若薄膜的厚度為 e，并且 n1n3, 則兩束反射光在相遇點的相位差為多少？,如何驗證對錯？,3.一束波長為=600nm 的平行單色光垂直入射到折射率為n =1.33的透明薄膜上，該薄膜是放在空氣中的

2、。要使反射光得到最大限度的加強，薄膜的最小厚度是多少？,4.透鏡表面通常覆蓋著一層 MgF2的透明薄膜， 其折射率n=1.38（透鏡的折射率大于1.38）。為使氦氖激光器發(fā)出的波長為 632.8nm 的激光毫不反射地透過，求薄膜厚度滿足的關系及最小厚度。（設光線垂直入射）,最薄的膜厚取 k=0，則,5.在半導體元件生產中為了測定硅片上 薄膜的厚度，將該膜的一端腐蝕成劈形。已知 折射率為 1.46，用波長為 589.3nm 的平行光垂直照射后，觀察到 劈尖上出現(xiàn)了9條暗紋，并且第9條暗紋在劈尖斜坡的上端點B, Si 折射率為 3.42 ,求 薄膜的厚度。,B 處第 9 條暗紋對應上式,解：,思考

3、：若 AB 段共有 9 條明紋，且 B 處恰好是一條明紋，求薄膜厚度。,6.兩平板玻璃構成一空氣劈尖，長L=4cm，一端夾住一金屬絲。以波長為 =589.0 nm 的鈉光垂直入射。 （1）若觀察到相鄰明（或暗）紋間距離l =0.1mm，求 金屬絲的直徑 d =？,解：（1）,6.兩平板玻璃構成一空氣劈尖，長L=4cm，一端夾住一金屬絲。以波長為 =589.0 nm 的鈉光垂直入射。 （2）將金屬絲通電，受熱膨脹，直徑增大。在此過程中，從 玻璃片上方離劈棱距離為 L/2 的固定觀察點上發(fā)現(xiàn)干涉 條紋向左移動 2 條，問金屬絲的直徑膨脹了多少？,解：（2)在劈尖中部干涉條紋向左移兩個條紋， 說明在

4、該處厚度增加:,7、 如圖a所示，一光學平板玻璃A與待測工件B之間形成空氣 劈尖，用波長l500 nm 的單色光垂直照射看到的反射光的 干涉條紋如圖b所示有些條紋彎曲部分的頂點恰好與其右邊條 紋的直線部分的連線相切則工件的上表面缺陷是 (A) 不平處為凸起紋，最大高度為500 nm (B) 不平處為凸起紋，最大高度為250 nm (C) 不平處為凹槽，最大深度為500 nm (D) 不平處為凹槽，最大深度為250 nm,B,空氣劈尖：,8、用劈尖干涉法可檢測工件表面缺陷，當波長為l的單色 平行光垂直入射時，若觀察到的干涉條紋如圖所示， 每一條紋彎曲部分的頂點恰好與其左邊條紋的直線部分的 連線相

5、切，則工件表面與條紋彎曲處對應的部分 凸起，且高度為l / 4 凸起，且高度為l / 2 凹陷，且深度為l / 2 凹陷，且深度為l / 4,C,空氣劈尖：,思考：折射率為n的介質劈尖呢？,9、 兩塊平玻璃構成空氣劈尖，左邊為棱邊，用單色平行 光垂直入射若上面的平玻璃慢慢地向上平移，則干涉條紋 (A) 向棱邊方向平移，條紋間隔變小 (B) 向棱邊方向平移，條紋間隔變大 (C) 向棱邊方向平移，條紋間隔不變 (D) 向遠離棱邊的方向平移，條紋間隔不變 (E) 向遠離棱邊的方向平移，條紋間隔變小,C,見動畫,10、 兩塊平玻璃構成空氣劈尖，左邊為棱邊，用單色平 行光垂直入射若上面的平玻璃以棱邊為軸

6、，沿逆時針 方向作微小轉動，則干涉條紋的 (A) 間隔變小，并向棱邊方向平移 (B) 間隔變大，并向遠離棱邊方向平移 (C) 間隔不變，向棱邊方向平移 (D) 間隔變小，并向遠離棱邊方向平移,A,見動畫,改變劈尖角后，相鄰明條紋間距：,劈尖角改變量：,11.用波長l =600nm的光垂直照射由兩塊平玻璃板構成的空氣劈尖。劈尖角 =2.010-4 rad.改變劈尖角,發(fā)現(xiàn)相鄰兩明條紋間距縮小了 l =1.0mm,求劈尖角改變量 .,解：原相鄰明條紋間距：,12、在圖示三種透明材料構 成的牛頓環(huán)裝置中，用單色 光垂直照射，在反射光中看 到干涉條紋，則在接觸點P處 形成的圓斑為 全明 全暗 右半部明，左半部暗 右半部暗，左半部明,D,右邊：,左邊：,圖中數(shù)字為各處的折射率,暗紋,明紋,l,13、 如圖，用單色光垂直照射在觀察牛頓環(huán)的裝置上當 平凸透鏡垂直向上緩慢平移而遠離平面玻璃時，可以觀察 到這些環(huán)狀干涉條紋 (A) 向右平移 (B) 向中心收縮 (C) 向外擴張 (D) 靜止不動 (E) 向左平移,B,見動畫,空氣,14、 把一平凸透鏡放在平玻璃上，構成牛頓環(huán)裝置當平凸 透鏡慢慢地向下平移時，由反射光形成的牛頓環(huán) (A) 向中心收縮，條紋間隔變小 (B) 向中心