光学 光的干涉2 Opt.1-2(2014.10.23).doc

《光学 光的干涉2 Opt.1-2(2014.10.23).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《光学 光的干涉2 Opt.1-2(2014.10.23).doc（17页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、7薄膜干涉(一)等厚条纹薄膜干涉(filminterference)：等厚条纹等倾条纹一.分振幅干涉装置-薄膜干涉1.相干光由薄膜上下表面分不反射的两束反射光(两束透射光亦可干涉)。以上称为双光束干涉(double-beaminterference)。还可讨论薄膜干涉的多光束干涉(multiple-beaminterference)(多束反射光或多束透射光的干涉)。2.照明办法点光源面光源：结果更好，不存在光源宽度与pieABCDnnn薄膜入射光辉反射光12r薄膜干涉条纹对比度的冲突。3.光程差(1)两束反射光的光程差DL=n(AB+BC)+nCP-nAPDL2necosr可得(推导略)DL2

2、en2-n2sin2i或(2)附加光程差l/2由表面反射的半波丧失落引起如两个表面反射都有半波丧失落不加l/2如两个表面反射都不半波丧失落不加l/2如只需一个表面有半波丧失落那么加l/2光程差(如加l/2)DL2necosrl2+DL2en2-n2sin2il2+或两束相干光的光程差决定于：膜的厚度e；入射角i对厚度不均的薄膜上式近似成破，对厚度均匀的薄膜上式严峻成破。4.薄膜干涉有两种条纹一般状况下薄膜干涉的分析比较复杂(因DL跟e、i两因素有关)素日只研究两个极端状况(只需e在变或只需i在变)，分错误应两种条纹。等厚条纹(equalthicknessfringes)(对应仅e变的状况)等倾

3、条纹(equalinclinationfringes)(对应仅i变的状况)本节介绍等厚条纹现象：一样往常中见到的薄膜干涉现象胖皂泡；雨寰宇上的油膜；昆虫翅膀其上的玄色。二.等厚干涉条纹是在厚度不等的膜上的干涉条纹1.全然特征：膜厚不均入射光以判定倾向照射薄膜(i波动)一般是平行光正入射(i=0)条纹(定域)在膜表面附近DL2nel2+2.光程差(两束反射光)DL只跟厚度e有关(入射角i为零时，折射角r也为零)；对应异常的厚度e，其呼应的DL一样。三.劈尖薄膜leqnnnA反射光2反射光1入射光(单色平行光垂直入射)(设nn)劈尖薄膜的干涉劈尖薄膜(wedgefilm)：劈尖形状的介质薄膜。其两

4、个表面的夹角q特不小。一般q10-410-5rad.1.相干光：(不雅观看反射光的条纹)反射光1、22.光程差在入射点A处，膜厚为e，且nn，有反射光1、2的光程差DL2nel2+3.条纹位置在膜表面附近形成明、暗相间的条纹。DL2ne+=kll2(k=1,2,3,)明纹：e=(2k-1)l4n(k=1,2,3,)厚度e为l/4n、3l/4n、5l/4n处出现亮纹。DL2ne+=(2k+1)l2l2(k=0,1,2,)暗纹：e=kl2n(k=0,1,2,)厚度e为0、l/2n、l/n处出现暗纹。一致条纹对应的膜厚e一样等厚条纹(在厚度不等的膜上的厚度相当的部分对应一致条纹)。思索：(1)什么缘

5、故对明纹(k=1,2,3,)，而对暗纹(k=0,1,2,)?qlDeekek+1明纹暗纹劈尖薄膜的条纹分布(2)什么缘故两式中的号都不了?条纹分布图(在棱边处e=0，由于半波丧失落而形成暗纹)4.条纹特征(1)形状：明暗相间均匀分布的直条纹(|棱边)条纹与膜的等厚线重合l2n(2)相邻条纹对应的厚度差为半个波长l=Desinq(3)条纹间距De=l2n又l=l2nsinql2nq有可见：ql条纹分得更开。(4)厚度变卦时条纹的移动薄膜上表面面上移移动后条纹位置移动前条纹位置kk-1kk+1干涉条纹的移动思索：如条纹移动了“一格，说明膜厚变化了多少多?qk=123白光照射时劈尖薄膜的干涉条纹(5

6、)白光照射时的条纹思索：为何白色条纹在右侧?演示：胖皂膜劈尖的干涉尖劈状胖皂膜的干涉图样(左图为倒象)四.牛顿环(Newtonring)1.牛顿环S牛顿环平凸透镜平晶erR平晶平凸透镜l暗环o分束镜M测量显微镜o.牛顿环干涉装置：平凸透镜与平晶间形成气氛劈尖；单色平行光垂直入射。2.相干光：(看反射光的条纹)气氛膜上、下表面分不反射的两束反射光DL=2e+l23.光程差r2=R2-(R-e)22Re因e=r22RDL=2()+l2r22R有由此可得明、暗环半径。3.条纹特征(1)形状：以o为中心的同心圆环，半径为12r=(k-)Rl(k=1,2,3,)明环：r=kRl(k)1/2(k=0,1,

7、2,)暗环：(2)条纹内稀外密(可由膜厚变卦状况分析)另由暗环半径公式r1:r2:r3=1:(2)1/2:(3)1/2l/2l/2k=123k=123牛顿环的条纹分布krk,条纹间距(3)中间条纹级次低(4)条纹的移动思索：假设平凸透镜上移，条纹如何样移动?(5)白光条纹(6)透射光条纹对比度差透射光12入射光牛顿环透射光的干涉与反射光条纹互补演示：牛顿环五.增透膜、增反膜(讲义B版P197例22.6)六.等厚条纹的运用用于精密测量(以波长为尺子)1.测细丝直径2.测厚(a)(b)3.测巨大年夜角度h待测块规l标准块规平晶待测样品石英环l平晶干涉膨胀仪等厚条纹的运用4.测不平度等厚条纹待测工件

8、平晶思索题用图思索：按照干涉条纹可以揣摸待测工件的上表面有什么缺陷(设其它表面均完整)?5.测巨大年夜位移6.测折射率7.测光波波长8.测透镜球面的半径有效的不雅观察公式(r2k+m-r2k)=mRl数清m，测出rk+m、rk，可得R=r2k+m-r2kml由此式亦可测入射光波长l：数清m，标准样规待测透镜暗纹l思索题用图测出rk+m、rk(R已经清楚)l=r2k+m-r2kmR检验透镜球表面质量思索：假设条纹如图，说明待测透镜表面状况怎么样?思索：如以以下图，假设待测透镜的表面已判定是球面，现检测其半径大小是否契合恳求。标准样规待测透镜暗纹l标准样规待测透镜暗纹l思索题用图怎么样区分如下两种状况?