《中南大学大学物理课件 8波动光学2》.ppt

实心劈尖任意相邻明条纹对应的厚度差： 任意相邻明条纹(或暗条纹)之间的距离 l 为： 在入射单色光一定时，劈尖的楔角?愈小，则l愈大，干涉条纹愈疏； ?愈大，则l愈小，干涉条纹愈密。 当用白光照射时，将看到由劈尖边缘逐渐分开的彩色直条纹。 薄膜厚度增加时，条纹下移， 厚度减小时条纹上移。 薄膜的 增加时，条纹下移， 减小时 条纹上移。 2）牛顿环 A--曲率半径很大的凸透镜 装置： B--平面光学玻璃 A B 干涉图样： 半反 射镜 显 微 镜 r 随着r的增加而变密！ 2、牛顿环Newton ring (等厚干涉特例) 空气薄层中，任一厚度e处上下表面反射光的干涉条件： 略去e2 各级明、暗干涉条纹的半径： e=0,两反射光的光程差 ?=?/2，为暗斑。 ?条纹形状：干涉条纹是以平凸透镜与平面玻璃板的接触点为圆心，明暗相间的同心圆环，中心为暗点(实际上由于磨损、尘埃等因素的影响，中央常模糊不清)。 随着牛顿环半径的增大，条纹变得越来越密。即条纹不等间距，内疏外密。 ?问题1 在折射率相同的平凸透镜与平面玻璃板间充以某种透明液体。从反射光方向观察，干涉条纹将是： A、中心为暗点，条纹变密 B、中心为亮点，条纹变密 C、中心为暗点，条纹变稀 D、中心为亮点，条纹变稀 E、中心的亮暗与液体及玻璃的折射率有关，条纹变密 F、中心的亮暗与液体及玻璃的折射率有关，条纹变稀 选择A：正确！ ?问题2 如图，用单色平行光垂直照射在观察牛顿环的装置上，当平凸透镜垂直向上缓慢平移而远离平板玻璃时，干涉条纹将： A、静止不动 B、向中心收缩 C、向外冒出 D、中心恒为暗点，条纹变密 选择B：正确！ ?分析：判断干涉条纹的移动和变化，可跟踪某一级干涉条纹，例如第k 级暗纹，其对应的空气膜厚度为 ??????。当平凸透镜向上缓慢平移时，平凸透镜下表面附近对应空气膜厚度为 ??????的点向中心移动，因此干涉条纹向中心收缩，中心处由暗变亮，再变暗，……?如此反复。 例 已知：用紫光照射，借助于低倍测量 显微镜测得由中心往外数第 k 级明环 的半径 , k 级往上数 第16 个明环半径 ， 平凸透镜的曲率半径R=2.50m 求：紫光的波长？ 解：根据明环半径公式： 测细小直径、厚度、微小变化 Δh 待测块规 λ 标准块规 平晶 测表面不平度 等厚条纹 待测工件 平晶 检验透镜球表面质量 标准验规 待测透镜 暗纹 ? 四、迈克耳逊干涉仪 M ?1 2 2? 1 1? S 半透半反膜 光束2′和1′发生干涉 ?若M ?1、M2平行 ? 等倾条纹 G1--半涂银镜 G2--补偿透镜 M1、 M2反射镜 E--眼及望远镜 M2 M1 G1 G2 E ?若M ?1、M2有小夹角 ? 等厚条纹 若条纹为等厚条纹，M2平移d时，干涉条移过N条，则有： 应用： 微小位移测量 测折射率 M?1 2 2? 1 1? S 半透半反膜 M2 M1 G1 G2 当M1移动半个波长时,光程差 改变一个波长,视场中将看到 一条条纹移过。 例.在迈克耳逊干涉仪的两臂中分别引入 10 厘米长的玻璃管 A、B ，其中一个抽成真空，另一个在充以一个大气压空气的过程中观察到107.2 条条纹移动，所用波长为546nm。求空气的折射率？ * * * * 中南大学大学物理课件 8波动光学2 利用薄膜上、下两个表面对入射光的反射(或折射)，可在反射方向(或透射方向)获得相干光束。 一、等倾干涉 扩展光源照射下的薄膜干涉 a1 a2 a 在一均匀透明介质n1中 放入上下表面平行,厚度 为e 的均匀介质 n2(n1)，用扩展光源照射薄膜，其 反射和透射光如图所示 8-3 分振幅干涉 光线a2与光线 a1的光程差为： a1 a2 a 半波损失 由折射定律和几何关系可得出： 干涉条件 薄膜 a a1 a2 n1 n2 n3 不论入射光的的入射角如何 额外程差的确定 满足n1n2n3(或n1 n2 n3) ?产生额外程差 满足n1n2n3(或n1 n2 n3) ?不存在额外程差 对同样的入射光来说,当反射方向干涉加强时，在透射方向就干涉减弱。 1. 对于透射光： 讨论： { = 明纹 暗纹 则明暗纹公式： 垂直入射时： = δ δ ( ) i 光程差是入射角的函数，这 意味着对于同一级条纹具有相同的倾角，称这 2 = δ e 2 + l 种干涉为等倾干涉。 2.如e一定, 3. 如入射光的入射角 一定，则对应不同的 厚度有不同的干涉 级.(厚度相同的地方产