劈尖、-牛顿环和干涉仪ppt课件.ppt

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1、根据具体情况而定薄膜干涉条纹1等厚薄膜等倾干涉条纹（薄膜厚度均匀，即d固定，则Δ由i决定，i相同，干涉条纹级别相同。）2非等厚薄膜（如：劈尖、牛顿环）等厚干涉条纹（薄膜厚度相同处的反射光将有相同的光程差，产生同一干涉条纹，或者说，同一干涉条纹是由薄膜上厚度相同处所产生的反射光形成的，这样的条纹称为等厚干涉条纹。）非平行膜的等厚干涉竖放肥皂膜空气劈尖牛顿环一、劈尖干涉1、装置有两个表面很平的介质片（如玻璃片），一端相交，其间的夹角θ很小，形成一个劈尖形的透明薄膜，称为劈尖膜。劈尖角SM劈尖角空气劈

2、尖装置棱边单色平行光垂直照射劈尖，入射光经劈尖上、下表面反射，两束反射光在上表面相遇而产生干涉。注意：经玻璃片反射后的光不能发生干涉。2、条纹条件（以空气劈尖为例）明纹暗纹（明纹）（暗纹）劈尖干涉讨论1）劈尖为暗纹.2）相邻明纹（暗纹）间的厚度差3）条纹间距每一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干涉条纹的移动深入讨论例有一玻璃劈尖,放在空气中,劈尖夹角,用波长的单色光垂直入射时,测得干涉条纹的宽度,求这玻璃的折射率.解1）干涉膨胀仪劈尖干涉的应用测量固体线膨胀系数如

3、果观察到某处干涉明纹（或暗纹）移过了N条，即样品高度增长了Δl，为:根据线膨胀系数的定义深入讨论劈尖干涉的应用2）测膜厚e棱边A处e=00级明纹8条暗纹分别为k=0～7，B处明纹应为k=8。由棱边A到B处有N条明纹3）检验光学元件表面的平整度la工件标准平面缺陷为凸起（凹陷）时，干涉条纹弯曲背离（指向）棱缝la工件标准平面例：在工件上放一标准平面玻璃，使其间形成一空气劈尖，并观察到弯曲的干涉条纹。试：判断工件表面上纹路是凹还是凸？并求：纹路深度H。解：由于同一条纹下的空气薄膜厚度相同，由图的

4、纹路弯曲情况知，工件表面的纹路是凹下去的。H由图：H=asin因：lsin=/2,纹路深度为：检验工件表面的平整度空气4）测细丝的直径将金属丝夹在两薄玻璃片之间，形成劈尖，用单色平行光照射形成等厚干涉条纹。由：得：二牛顿环由一块平板玻璃和一平凸透镜组成牛顿环实验装置显微镜SLM半透半反镜TR光程差明纹暗纹rd暗环半径明环半径以空气的为例1）从反射光中观测，中心点是暗点还是亮点？从透射光中观测，中心点是暗点还是亮点？2）属于等厚干涉，条纹间距不等，为什么？3）将牛顿环置于的液体中，条纹如何变

5、？暗环明环讨论空气的4）半波损失需具体问题具体分析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5）牛顿环应用：检测光学镜头表面曲率是否合格工件标准件测量透镜的曲率半径可以用来测量光波波长，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，测得第个k暗环的半径为5.63mm,第k+5暗环的半径为7.96mm，求平凸透镜的曲率半径R.解单色光源反射镜反射镜三、迈克耳孙干涉仪补偿板分光板移动导轨与成角反

6、射镜反射镜单色光源光程差的像情况（一）厚度均匀的薄膜、等倾干涉条纹一束光分振幅形成的两束光的光程差，就相当于由M1和M2'形成的空气膜上下两个面反射光的光程差。当不垂直于时形成劈尖薄膜的等厚干涉条纹.反射镜反射镜单色光源情况（二）相当于虚拟空气膜上下两个面上的反射光的干涉条纹.②当M1'与M2不平行时，将看到平行于M1'和M2交线的等间距的直线形等厚干涉条纹。迈克尔逊干涉仪的干涉条纹的特点①调节镜面就有可能得到d=0，d=常数，d常数（类似劈尖）对应的薄膜等倾或等厚干涉条纹。③当M1'//M2

7、时，它们之间的空气膜厚度一样，形成圆形等倾条纹。当d较大时，观察到等倾圆条纹较细密，整个视场中条纹较多。干涉条纹的移动①等倾干涉时：当与之间距离变大时，圆形干涉条纹从中心一个个长出,并向外扩张,干涉条纹变密;距离变小时，圆形干涉条纹一个个向中心缩进,干涉条纹变稀。条纹移动1条d改变Δ改变λ②等厚干涉时：当与之间距离变大时，将看到明（或暗）条纹从视场中移过。◆两种方法改变两光束的光程差：（1）移动反射镜；（2）在某条光路中加入介质片干涉条纹移动数目（1）移动反射镜的方法改变两光束的光程差移动距离移

8、动反射镜插入介质片后光程差光程差变化干涉条纹移动数目介质片厚度光程差（2）在光路中加入介质片的方法改变两光束的光程差解：设空气的折射率为n条纹移动一条时所对应的光程差的变化为一个波长。例：10cm长的真空玻璃管A和B，A充气过程中观察到有107.2条条纹移动，求：空气的折射率。真空546nm逐渐充至一个大气压所以：光程差的变化：瓦斯室空气室空气室若B室充满空气，A室逐渐充入待测瓦斯，可根据干涉条纹移动的数目检测瓦斯的浓度。一个现实的、紧凑的光路设计当光程差为光波长的十分之一时，通过肉眼在观察镜中