物理光学课件 11-4劈尖 牛顿环.ppt

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1、11-1相干光11-2杨氏双缝干涉劳埃德镜11-3光程薄膜干涉11-4劈尖牛顿环11-5迈克耳孙干涉仪第十一章光学---光的干涉明纹暗纹PLDC34E5A1B2倾角i相同的光线对应同一条干涉条纹—等倾干涉LfPor环Benn'nn>nirACD··21Siii···厚度均匀的薄膜:明纹暗纹PLDC34E5A1B2厚度d相同的地方对应同一条干涉条纹—等厚干涉厚度不均匀的薄膜:SM劈尖角一劈尖明纹暗纹（明纹）（暗纹）1）平行于棱边的直条纹.2）棱边为暗纹.暗纹明纹劈尖干涉的条纹特点SM3）相邻明纹(暗纹)间的厚度差劈尖

2、干涉暗纹明纹干涉条纹的移动每一条条纹对应劈尖内的一个厚度，当此厚度位置改变时，对应的条纹随之移动.4）条纹间距（明纹或暗纹）3）相邻明纹（暗纹）间的厚度差劈尖干涉2）测膜厚1）干涉膨胀仪劈尖干涉的应用3）检验光学元件表面的平整度暗纹明纹Δe空气4）测细丝的直径例1波长为680nm的平行光照射到L=12cm长的两块玻璃片上，两玻璃片的一边相互接触，另一边被厚度Ｄ=0.048mm的纸片隔开.试问在这12cm长度内会呈现多少条暗条纹？解共有142条暗纹例:（3627）在Si的平表面上氧化了一层厚度均匀的SiO2薄膜．为了测量

3、薄膜厚度，将它的一部分磨成劈形(示意图中的AB段)．现用波长为600nm的平行光垂直照射,观察反射光形成的干涉条纹.在图中AB段共有8条暗纹，且B处恰好是一条暗纹，求薄膜的厚度．(Si折射率为3.42，SiO2折射率为1.50)解:Si折射率为3.42SiO2折射率为1.50由于:AB段共有8条暗纹，且B处恰好是一条暗纹.暗纹例:（3188）用劈尖干涉法可检测工件表面缺陷，当波长为λ的单色平行光垂直入射时，若观察到的干涉条纹如图所示，每一条纹弯曲部分的顶点恰好与其左边条纹的直线部分的连线相切，则工件表面与条纹弯曲处对应

4、的部分A.凸起，且高度为λ/4．B.凸起，且高度为λ/2．C.凹陷，且深度为λ/2．D.凹陷，且深度为λ/4.C［］Δe例:（3188）用劈尖干涉法可检测工件表面缺陷，当波长为λ的单色平行光垂直入射时，若观察到的干涉条纹如图所示，每一条纹弯曲部分的顶点恰好与其左边条纹的直线部分的连线相切，则工件表面与条纹弯曲处对应的部分A.凸起，且高度为λ/4．B.凸起，且高度为λ/2．C.凹陷，且深度为λ/2．D.凹陷，且深度为λ/4.C［］例:如图Ⅰ和Ⅱ为两精密的玻璃块,构成一个标准直角,A为待测的直角棱镜,若A的直角加工有误差,

5、则与Ⅰ构成一空气劈尖(设棱镜另一边与Ⅱ密合).用波长589nm的平行光垂直入射于Ⅰ,测得反射光的相邻明纹间距为5.0mm.求:棱镜的直角加工偏差为多少?如何判断被检测的棱镜角度是大于90o还是小于90o?ⅠⅡAλӨ解向右平移A，若各级条纹向下移动,说明棱镜角度小于90o；若各级条纹向上移动,说明棱镜角度大于90o.ⅠⅡAλӨⅠⅡAλӨ向右平移A,各级条纹向上移动.棱镜角度小于90o,A与Ⅰ构成一上厚下薄的劈尖,向右平移A,各级条纹向下移动.棱镜角度大于90o,A与Ⅰ构成一上薄下厚的劈尖,ⅠⅡλAӨ例:（3514）两块平

6、板玻璃，一端接触，另一端用纸片隔开，形成空气劈形膜．用波长为l的单色光垂直照射，观察透射光的干涉条纹．(1)设A点处空气薄膜厚度为e，求发生干涉的两束透射光的光程差；(2)在劈形膜顶点处，透射光的干涉条纹是明纹还是暗纹？解：(1)d=2e–0=2e(2)顶点处e＝0，∴d＝0，干涉加强是明条纹．作业P16711-1311-1411-17二牛顿环由一块平板玻璃和一平凸透镜组成光程差牛顿环实验装置牛顿环干涉图样显微镜SLM半透半反镜T光程差明纹暗纹RdrR明纹暗纹rd暗环半径明环半径２)从反射光中观测，中心点是暗点；从透射

7、光中观测，中心点是亮点.3）条纹非等间距分布.暗环半径明环半径1)条纹特点3）条纹非等间距分布.RrӨ明纹暗纹相邻明纹(暗纹)间的厚度差Δd3）条纹非等间距分布.RrӨΔd从中心向外应用1）检测透镜质量.工件标准件环外扩：要打磨中央部分环内缩：要打磨边缘部分2）测量光波波长，测透镜的曲率半径等.例用氦氖激光器发出的波长为633nm的单色光做牛顿环实验，测得第k个暗环的半径为5.63mm,第k+5个暗环的半径为7.96mm，求平凸透镜的曲率半径R.解暗环半径SL例如图所示为测量油膜折射率的实验装置,在平面玻璃片G上放一油

8、滴，并展开成圆形油膜，在波长的单色光垂直入射下，从反射光中可观察到油膜所形成的干涉条纹.已知玻璃的折射率,问：当油膜中心最高点与玻璃片的上表面相距时，干涉条纹如何分布？可见明纹的条数及各明纹处膜厚?中心点的明暗程度如何?若油膜展开条纹如何变化?,油膜的折射率G1）条纹为同心圆明纹暗纹2)各明纹处膜厚解:2)各明纹处膜厚油膜边缘明纹