《大学物理》chp11-4等厚干涉.ppt

第四讲 薄膜干涉----等厚干涉 东北大学 理学院 CXH 第四讲 薄膜干涉----等厚干涉 一、劈尖干涉 二、牛顿环及应用 东北大学 理学院 CXH 一、劈尖干涉 介质劈尖 n 空气劈尖 n=1 在劈尖的上表面形成平行棱边的干涉条纹 S 劈尖角 东北大学 理学院 CXH 空气 空气 光程差取决于膜的厚度---等厚干涉 1、光程差 暗条纹 明条纹 东北大学 理学院 CXH 条纹间距 2、劈尖干涉条纹特点 平行的明暗相间的直线条纹 ——等厚条纹 东北大学 理学院 CXH 3、劈尖干涉的应用 薄膜厚度： L d Δl 在半导体元件生产中，测定硅片上的二氧化硅薄膜厚度的常用方法是：将薄膜的一部分磨成劈形膜，通过观察垂直入射光在其上面产生的干涉条纹，计算出厚度. 薄膜厚度的测量 空气 Si02 Si 东北大学 理学院 CXH 例题：在半导体元件生产中，为了测定硅片上SiO2薄膜的厚度，将该膜的一段腐蚀成劈尖状。已知SiO2的折射率n=1.46，，Si的折射率为3.42。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条在劈尖斜坡端点M处。试求SiO2薄膜的厚度。 第9条暗纹k=8 ，代入上式 M 东北大学 理学院 CXH 例题：有一玻璃劈尖，放在空气中，劈尖夹角?=8?10-6rad。波长?=0.589?m的单色光垂直入射时，测得干涉条纹的宽度为2.4mm，求玻璃的折射率。 解： 东北大学 理学院 CXH 例题：两块玻璃板夹一细金属丝形成空气劈尖，金属丝与棱边的距离L＝2.888×10?2m。用波长?＝589.3nm的钠黄光垂直照射，测得30条明纹的总距离为4.295×10?3m。求金属丝的直径D。 解 ? S Lens T G Curved glass surface O Flat glass surface 1、牛顿环装置 二、牛顿环及应用 东北大学 理学院 CXH 2、空气牛顿环光程差 Air O e 明纹 暗纹 e 东北大学 理学院 CXH Bright rings Dark rings 东北大学 理学院 CXH O e 明纹 暗纹 条纹特点： 里疏外密集；级次向外增加 等厚干涉条纹 东北大学 理学院 CXH 测透镜球面的半径R：已知?, 测 m、rk+m、rk，可得R . 测波长λ：已知R,测出m 、rk+ m、rk， 可得λ. 检验透镜球表面质量 3、牛顿环的应用 工 件 标 准 件 东北大学 理学院 CXH 例题：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： 东北大学 理学院 CXH 例题：如图所示为测量油膜折射率的实验装置，在平面玻璃片G上放一油滴，并展开成圆形油膜，在波长600nm 的单色光垂直入射下，从反射光中可观察到油膜所形成的干涉条纹。已知玻璃的折射率为 n2 =1.2，油膜的折射率 n2 =1.5，问：当油膜中心最高点与玻璃片的上表面相距 时，干涉条纹是如何分布的？可看到几条明纹？明纹所在处的油膜厚度为多少 ? S L G S L G 解 条纹为同心圆 明纹 油膜边缘 可观察到四条明纹 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *