第22章光的干涉2014概述.ppt

4.如图，两个平行滚柱夹在两块平晶之间形成空气劈尖，当单色光垂直入射时，产生等厚条纹。若滚柱之间距离变小，则在此范围内，干涉条纹的 (A)数目减少，间距变大。 (B)数目不变，间距变小。 (C)数目增加，间距变小。 (D)数目减少，间距不变。 解： 滚柱移动后，两柱所在处的空气隙厚度未变，因而条纹级次未变，所以在两柱之间，条纹数目不变但间距变小。 ? (B) 因为d不变，所以当下板L减小时，θ增大，上板L’和条纹间距l变小 因为sinθ=λ/2l=d/L’ 所以N=L’/l=2d/ λ [思考] ①滚柱间距的变化与条纹间距的变化，有何定量关系? ②若滚柱间距变大，结果? 解： 5.在双缝干涉实验中，两条缝的宽度原来是相等的，若其中一缝的宽度略变窄，则 (A)干涉条纹的间距变宽。 (B)干涉条纹的间距变窄。 (C)干涉条纹的间距不变，但原极小处的强度不再为零。 (D)不再发生干涉现象。 C 6 折射率为1.60的两块平玻璃板之间形成空气劈尖, 用?=600nm的光垂直入射. 当在劈尖内充满n=1.40的液体时相邻明纹间距缩小0.5mm，则劈尖角?= . 解： 空气：条纹间距 液体：条纹间距 空气劈尖. 用单色光垂直照射, 观察透射光的干涉条纹. ⑴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. ⑵在劈尖顶点处, 透射光的干涉条纹是明纹还是暗纹？ 解： ⑴两束透射光中，其中一束有两次半波损失，另一束没有。光程差：?L=2e A ⑵在顶点处，e=0，? ?L=0 ? 明纹 [思考] 透射光的干涉是否与反射光的互补? 7. * 讨论 劈尖干涉条纹是一组平行于棱边的明暗相间的等间距的直条纹。 由该原理可以测量样品的热膨胀系数。 当空气曾厚度增加时，等厚干涉条纹向棱边移动；反之，当厚度减小时，条纹向原离棱边的地方移动。 若工件表面是平的，等厚条纹应为平行于棱边的直线条纹。 若工件表面是平的，等厚条纹应为平行于棱边的直线条纹。 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。 4 ）干涉条纹的移动 · · · · 薄膜上表面 面上移 移动后条纹位置 移动前条纹位置 k k-1 k k+1 干涉条纹的移动 厚度变化时条纹的移动：  思考：如条纹移动了“一格”，说明膜厚变化了多少? 　相邻两条纹之间的光程差相差λ，对应的劈尖膜厚度相差为： 如果观察到某处干涉条纹（明纹或暗纹）移过了N 条，即表明劈尖膜的厚度增加了 Nλ/2n 。 当膜厚增加λ/ 2n　的距离时，上下表面的反射光的光程差增加一个λ，条纹移动一级。 平移时： 楔性空气薄层 标准样板 被检测平面 光在空气层的上下表面发生反射,这两束反射光发生干涉. 如果被检测表面的平整的,将看到与底线平行的干涉条纹. 检查工件平面 解：如果工件表面是平的，空气劈尖的等厚条纹是平行于棱边的的直条纹。现在条纹弯向棱边，由于同一条纹下的空气薄膜厚度相同。 由条纹弯曲情况知，P与Q两点位于同一条亮条纹上，故与P、Q对应的位置空气层厚度相同。 P Q l a ? 工件 标准平面 A B 又由于P位于Q的右方（即远离棱边） ，如果工件表面是平的， P处厚度应该比Q处大， 所以只有当A处凹陷时， 才能使P与Q处深度相同。 l a ? 工件 标准平面 [例22-13] ：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：根据条纹弯曲方向，判断工件表面上纹路是凹还是凸？ 并求：纹路深度H。 解：由图的纹路弯曲情况知， 工件表面的纹路是凹下去的。 H 由图：H = a sin? 因 ：l sin? = ? / 2=Δek, 纹路深度为： a H 待测薄膜 s 读数显微镜系统 劈尖干涉的应用 1 测量透明薄膜厚度 2 检查表面不平整度 待 测 表 面 标准平玻璃 4. 测波长：已知θ、n，测L可得λ 5. 测折射率：已知θ、λ，测L可得n 6. 测细小直径、厚度、微小变化 3 测量微小角度 相邻明纹或暗纹间距l： 第k条暗纹 第k+1条暗纹 金属丝直径为： 思考题: 1 如果劈尖角变大(或变小),条纹如何变化? 2 如果劈尖上板向上(下)移动,条纹怎样变化? 向棱边平移，条纹间距不变 [例22-14]:有一个玻璃劈尖放在空气中，劈尖夹角?=8?10-5 . 用钠光灯照射,?=589.3nm,测得条纹间距l =2.4mm.求此玻璃的折射率. 解:根据 可得 所以 [例22-15]:为测量金属丝直径用如图的干涉装置,现知?=589.3nm,金属丝与劈尖顶距离L=28.880mm,现