C11光的干涉详解.ppt

(3) 细丝直径 劈尖干涉 * (4 )干涉条纹的移动 * 例 1 波长为680 nm的平行光照射到L=12 cm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=0.048 mm的纸片隔开. 试问在这12 cm长度内会呈现多少条暗条纹 ？ 解 * 共有142条暗纹 * 例 在半导体元件生产中，为了测定硅片上SiO2薄膜的厚度，将该膜的一端腐蚀成劈尖状，已知SiO2 的折射率n =1.46，用波长? =5893埃的钠光照射后，观察到劈尖上出现9条暗纹，且第9条在劈尖斜坡上端点M处，Si的折射率为3.42。试求SiO2薄膜的厚度。 Si SiO2 O M 解：由暗纹条件 e = (2k+1)? /4n ?= 2ne = (2k+1）? /2 (k=0,1,2…) 知,第9条暗纹对应于k=8,代入上式得 = 1.72(?m) 所以SiO2薄膜的厚度为1.72 ?m。 * (1)测膜厚 劈尖干涉的应用 例 为了测量金属细丝的直径，把金属丝夹在两块平玻璃之间，形成劈尖，如图所示，如用单色光垂直照射 ，就得到等厚干涉条纹。测出干涉条纹的间距，就可以算出金属丝的直径。某次的测量结果为：单色光的波长? =589.3nm金属丝与劈间顶点间的距离L=28.880mm，30条明纹间得距离为4.295mm,求金属丝的直径D？ L D * (2)测细丝的直径 解 相邻两条明纹间的间距 其间空气层的厚度相差为?/2于是 其中?为劈间尖的交角，因为? 很小，所以 代入数据得 4.295mm L D * 劈尖 不规则表面 (3)检验光学元件表面的平整度 * 二 牛顿环 由一块平板玻璃和一平凸透镜组成 光程差 * 条纹形状： e相同地方的轨迹，即以O为圆心的明暗相间同心圆，相邻条纹不等间距，内疏外密。 白光入射的牛顿环照片 明纹 暗纹 R r d 光程差 * 暗环半径 明环半径 R r d * 测量透镜的曲率半径 R r d * 半波损失需具体问题具体分析. * 明暗条件： e r R O C 图40 迈克耳孙在工作 迈克耳孙（A.A.Michelson） 因创造精密光学仪器，用以进行光谱学和度量学的研究，并精确测出光速，获1907年诺贝尔物理奖。 美籍德国人 迈克尔逊干涉仪（英文：Michelson interferometer） 是光学干涉仪中最常见的一种，其发明者是美国物理学 家阿尔伯特·亚伯拉罕·迈克耳孙。 迈克尔逊干涉仪在历史上曾起了 很重要的作用，现代科技中多种 干涉仪都从它衍生而来。 原理：利用振幅分割获得两书相 干光，从而获得干涉花样 11-5 迈克耳孙干涉仪 * 一 仪器结构、光路、工作原理 单色光源 反射镜 反射镜 与 成 角 补偿板 分光板 移动导轨 * 光程差 工作原理图 相干光光程差 主要由M1和M’2 的距离差决定. 当 M1垂直于 M2 时，M1和M’2 严格地相互平行， 在视场中干涉条 纹将为环形的等 倾条纹。 * * 干涉条纹移动数目 二 迈克耳孙干涉仪的主要特性 (1)两相干光束完全分开； (2)两光束的光程差可调. 移动距离 移动反射镜 * 插入介质片光程差 光程差变化 光程差 干涉条纹移动数目 介质片厚度 * 例 在迈克耳孙干涉仪的两臂中，分别插入 长的玻璃管，其中一个抽成真空， 另一个则储有压强为 的空气 , 用以测量空气的折射率 . 设所用光波波长为546 nm，实验时，向真空玻璃管中逐渐充入空气，直至压强达到 为止 . 在此过程中 ，观察到107.2条干涉条纹的移动，试求空气的折射率 . * 解 已知 * 引入光程慨念，相位差公式相同。 下面举例说明。 [例]如图，在S2P间插入折射率为n、厚度为d的媒质。 求：光由S1、S2到P的相位差?? 。 * 解 (1) d=1 mm时 (2) d=10 mm时 已知 ?=589.3 nm d’=800 mm 求 (1) d=1 mm时 (2) d=10 mm时 * 　例2 以单色光照射到相距为0.2 mm的双缝上，双缝与屏幕的垂直距离为1 m. 　(1)从第一级明纹到同侧的第四级明纹间的距离为7