薄膜干涉习题和干涉仪.ppt

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1、例例如图所示，在折射率为如图所示，在折射率为1.50的平板的平板玻璃表面有一层厚度为玻璃表面有一层厚度为300nm，折射率折射率为为1.22的均匀透明油膜，用白光垂直射的均匀透明油膜，用白光垂直射向油膜，问：向油膜，问：1)哪些波长的可见光在反射光中产生哪些波长的可见光在反射光中产生相长干涉相长干涉?2)若要使反射光中若要使反射光中=550nm的光产生相的光产生相消干涉，油膜的最小厚度为多少消干涉，油膜的最小厚度为多少?解：解：(1)因反射光之间没有半波损失，因反射光之间没有半波损失，由垂直入射由垂直入射i=0，得反射光相长干涉的得反射光相长干涉的条件为条件为k=1时时 红光红光 k=2时时

2、故反射中红光产故反射中红光产生相长干涉。生相长干涉。紫外紫外(2)由反射相消干涉条件为：由反射相消干涉条件为：显然显然k=0所产生对应的厚度最小，即所产生对应的厚度最小，即 例例、用用等等厚厚干干涉涉法法测测细细丝丝的的直直径径d。取取两两块块表表面面平平整整的的玻玻璃璃板板，左左边边棱棱迭迭合合在在一一起起，将将待待测测细细丝丝塞塞到到右右棱棱边边间间隙隙处处，形形成成一一空空气气劈劈尖尖。用用波波长长 的的单单色色光光垂垂直直照照射射，得得等等厚厚干干涉涉条条纹纹，测测得得相相邻邻明明纹纹间间距距为为 l，玻玻璃璃板板长长L，求求细细丝丝的的直径。直径。解：解：d例例、工件质量检测工件质量

3、检测ab有一劈尖，光的有一劈尖，光的 0.55 m，明纹，明纹间距间距a2.34mm，但某处干涉条纹但某处干涉条纹弯曲，最大畸变量弯曲，最大畸变量b=1.86mm，问：问：该处工件表面有什么样的缺陷，其该处工件表面有什么样的缺陷，其深度（或高度）如何？深度（或高度）如何？解：同一条干涉条纹的各点下面的解：同一条干涉条纹的各点下面的薄膜厚度相等，现在干涉条纹向劈薄膜厚度相等，现在干涉条纹向劈尖的棱边方向弯曲，因此判断工件尖的棱边方向弯曲，因此判断工件在该处有凹下的缺陷。在该处有凹下的缺陷。得：得：h0.219 m例例：用：用He-Ne激光器发出的激光器发出的=0.633m的单色光，在牛顿环实的单

4、色光，在牛顿环实验时，测得第验时，测得第k个暗环半径为个暗环半径为5.63mm，第，第k+5个暗环半径为个暗环半径为7.96mm，求平凸透镜的曲率半径求平凸透镜的曲率半径R。解：由暗纹公式，可知解：由暗纹公式，可知 M 122 11 半透半反膜半透半反膜补偿板补偿板反射反射镜镜反射镜反射镜光源光源薄膜薄膜SM2M1G1G2E13.5 迈克耳孙干涉仪迈克耳孙干涉仪fG1G2M1M2光源1212M1与与M2严格垂直时严格垂直时等倾等倾干涉干涉干涉条纹干涉条纹:明暗相间的同心圆明暗相间的同心圆环环(中心级次高中心级次高,边缘级次低边缘级次低)k自内向外依次递减自内向外依次递减当当e增大时增大时,中央

5、条纹对应的中央条纹对应的k值增大值增大,将看将看到到同心等倾圆条纹同心等倾圆条纹从中心从中心冒出。冒出。当当e减少时减少时，中央条纹对应的中央条纹对应的k值减少，原值减少，原来位于中央的条纹消失，将看来位于中央的条纹消失，将看到到同心等倾圆条纹同心等倾圆条纹向中心缩陷向中心缩陷。当当M1每平移每平移/2/2 时，将看到一个明（或暗）条纹移时，将看到一个明（或暗）条纹移过视场中某一固定直线，条纹移动的数目过视场中某一固定直线，条纹移动的数目m 与与M1 镜镜平移的距离关系为：平移的距离关系为：当当M1、M2 不平行时，不平行时，劈尖等厚干涉劈尖等厚干涉干涉条纹：与棱边平行的明暗相间的均匀分布的直条纹干涉条纹：与棱边平行的明暗相间的均匀分布的直条纹小小 结结光程光程 薄膜干涉薄膜干涉劈尖劈尖 牛顿环牛顿环迈克耳孙干涉仪迈克耳孙干涉仪