物理光学课件 11-4劈尖 牛顿环.ppt

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: 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,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? 例: （3514）两块平板玻璃，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？ 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 * 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 P L D C 3 4 E 5 A 1 B 2 倾角i相同的光线对应同一条干涉条纹 —等倾干涉 L f P o r环 B e n n n? n n? i r A C D · · 2 1 S i i i · · · 厚度均匀的薄膜: 明纹 暗纹 P L D C 3 4 E 5 A 1 B 2 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: S M 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 S M 3）相邻明纹(暗纹)间的厚度差 劈尖干涉 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 Si折射率为3.42 SiO2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 ［ ］ Ⅰ Ⅱ A λ ? 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. Ⅰ Ⅱ A λ ? Ⅰ Ⅱ A λ ? 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, Ⅰ Ⅱ λ A ? 解：(1) d = 2e – 0 = 2e (2) 顶点处e＝0 ， ∴d＝0 ，干涉加强是明条纹．  作业 P167 11-13