等厚干涉劈尖牛顿环

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1、第四节等厚干涉劈尖、牛顿环一、劈尖用单色平行光垂直照射玻璃劈尖，由于在同条纹下的薄膜厚度相同，形成干涉条纹为平行于劈棱的一系列等厚干涉条纹。§4.等厚干涉、劈尖、牛顿环/一、劈尖①②由于单色光在劈尖上下两个表面后形成①、②两束反射光。满足干涉3个条件，由薄膜干涉公式：加强减弱§4.等厚干涉、劈尖、牛顿环/一、劈尖1.劈棱处dk=0,光程差为劈棱处为暗纹2.第k级暗纹处劈尖厚度由§4.等厚干涉、劈尖、牛顿环/一、劈尖3.相邻暗纹劈尖厚度差4.相邻条纹间距§4.等厚干涉、劈尖、牛顿环/一、劈尖§4.等厚干涉、劈尖、牛顿环/一、劈尖干涉条纹的移动二、劈尖的应用1.测量微小物

2、体的厚度将微小物体夹在两薄玻璃片间，形成劈尖，用单色平行光照射。由有§4.等厚干涉、劈尖、牛顿环/二、劈尖的应用例：测量钢球直径用波长为589.3nm的钠黄光垂直照射长L=20mm的空气劈尖，测得条纹间距为求：钢球直径d。解：§4.等厚干涉、劈尖、牛顿环/二、劈尖的应用2.检测待测平面的平整度由于同一条纹下的空气薄膜厚度相同，当待测平面上出现沟槽时条纹向左弯曲。待测平面光学平板玻璃§4.等厚干涉、劈尖、牛顿环/二、劈尖的应用例12－11两块平玻璃构成空气劈尖，左边为棱边，用单色平行光垂直入射，若上面的平玻璃慢慢地向上平移，则干涉条纹（A）向棱边方向平移，条纹间隔变小，

3、（B）向棱边方向平移，条纹间隔变大，（C）向棱边方向平移，条纹间隔不变，（D）向远离棱边的方向平移，条纹间隔变小。相邻明（暗）纹间的距离lPkPk’hkhk当平玻璃慢慢向上平移，干涉条纹向棱边方向平移，明纹或暗纹之间的距离是相同的答案[c]例12－12用波长为的单色光垂直照射折射率为n的劈尖薄膜形成等厚干涉条纹，若测得相邻明条纹的间距为，则劈尖角＝－－－－－。解：相邻两明纹之间的厚度差为相邻两明纹的间距与相应厚度差e间存在如下关系在角很小时，有例12－13用波长λ=500nm(1nm=10－9m）的单色光垂直照射在由两块玻璃板（一端刚好接触成为劈棱）构成

4、的空气劈尖上，劈尖角=2×10－2rad，如果劈尖内充满折射率为n=1.40的液体，求从劈棱数起第五个明条纹在充入液体前后移动的距离。充入液体前后第五个明纹移动的距离L=L1-L2＝9λ(1–1／n)／4=1.61mm解：设第五个明纹处膜厚为e，则有2ne+λ／2=5λ由上两式得2nL=9λ／2，L=9λ／4n设该处至劈棱的距离为L，则有近似关系e=L，充入液体后第五个明纹位置L2=9λ／4n充入液体前第五个明纹位置L1=9λ／4三、牛顿环将一块半径很大的平凸镜与一块平板玻璃叠放在一起，用单色平行光垂直照射，由平凸镜下表面和平板玻璃上表面两束反射光干涉

5、，产生牛顿环干涉条纹。①②§4.等厚干涉、劈尖、牛顿环/三、牛顿环牛顿环空气薄膜相同处光程差相同，干涉条纹为一系列同心圆。§4.等厚干涉、劈尖、牛顿环/三、牛顿环①②由于①、②两束反射光的光程差附加加强减弱项。中心dk=0,为暗环。§4.等厚干涉、劈尖、牛顿环/三、牛顿环1.与间的关系①②§4.等厚干涉、劈尖、牛顿环/三、牛顿环加强减弱2.牛顿环半径明环由§4.等厚干涉、劈尖、牛顿环/三、牛顿环暗环由由此可知：条纹不是等距分布§4.等厚干涉、劈尖、牛顿环/三、牛顿环3.牛顿环应用测量未知单色平行光的波长用读数显微镜测量第k级和第m级暗环半径rk、rm§4.等厚干涉、劈

6、尖、牛顿环/三、牛顿环检测光学镜头表面曲率是否合格将玻璃验规盖于待测镜头上，两者间形成空气薄层，因而在验规的凹表面上出现牛顿环，当某处光圈偏离圆形时，则该处有不规则起伏。验规§4.等厚干涉、劈尖、牛顿环/三、牛顿环例12.7在牛顿环实验中，透镜的曲率半径为5.0m，直径为2.0cm.(1)用波长λ＝5893Å的单色光垂直照射时，可看到多少干涉条纹？(2)若在空气层中充以折射率为n的液体，可看到46条明条纹，求液体的折射率(玻璃的折射率为1.50).解(1)由牛顿环明环半径公式可见条纹级次越高，条纹半径越大，由上式得可看到34条明条纹.(2)若在空气层中充以液体，则明环

7、半径为故可见牛顿环中充以液体后，干涉条纹变密.