劈尖干涉-牛顿环.pptVIP

*一、劈尖干涉劈尖干涉是等厚干涉空气劈的干涉例：常用的劈是空气劈。n2=1，薄膜为空气膜。两块玻璃交叠处称为棱边，平行于棱边的直线上各点处劈尖厚度e相等，厚度相同的区域，其光程差相同，因而这些区域就出现同一级别的干涉条纹，故谓之等厚干涉。是指空气膜的上、下两界面处的反射光的干涉；而不是上玻璃板的上、下两界面反射光的干涉。e*计算劈尖干涉的光程时，不考虑玻璃厚度的影响这是由于空气劈上、下两界面的反射光都在玻璃中经历了同样的光程，因为玻璃板的厚度d=常数，而入射角i也等于常数，即光程差=常数，故可以将其简化为一个几何面。1、光程差此时的光程差（对于空气n2=1）通常用正入射情况，即i=0。若劈尖折射率为n2，则有半波损失，2、干涉极值条件：明纹暗纹*透射光的干涉条纹也是明暗相间平行于棱边的直线，位置则与上述结论刚好相反。3、条纹特点条纹为明暗相间平行于棱边的直线对于空气劈，棱边处是暗纹，证明存在半波损失。*相邻明（暗）纹的厚度差相邻明（暗）纹间的距离?由图可知：相邻明（暗）纹厚度差是薄膜中的波长?n的一半*?越小，L越大，条纹越稀；越大，L越小，条纹越密。当?大到某一值，条纹密不可分，无干涉。注意：相邻条纹之间对应的厚度差或间距l与有无半波损失无关。半波损失仅影响何处是明，何处是暗。4、厚度变化对条纹的影响由于一条干涉条纹对应一定的厚度，所以当厚度变化时，干涉条纹会发生移动。?PkPk’ekek如果某级条纹在Pk处，当薄膜增厚时，则厚度为ek的点向劈尖移到Pk’处。反之，则远离劈尖。*被检体被检体被检体被检体检查平面：等厚干涉在精密测量中的应用.*例12－10用等厚干涉法测细丝的直径d。取两块表面平整的玻璃板，左边棱叠合在一起，将待测细丝塞到右棱边间隙处，形成一空气劈尖。用波长为?0的单色光垂直照射，得等厚干涉条纹，测得相邻明纹间距为?，玻璃板长L0，求细丝的直径。解：相邻明纹的高度差?d?L0*例12－11两块平玻璃构成空气劈尖，左边为棱边，用单色平行光垂直入射，若上面的平玻璃慢慢地向上平移，则干涉条纹（A）向棱边方向平移，条纹间隔变小，（B）向棱边方向平移，条纹间隔变大，（C）向棱边方向平移，条纹间隔不变，（D）向远离棱边的方向平移，条纹间隔变小。相邻明（暗）纹间的距离lPkPk’hkhk当平玻璃慢慢向上平移，干涉条纹向棱边方向平移，明纹或暗纹之间的距离是相同的答案[c]*例12－12用波长为?的单色光垂直照射折射率为n的劈尖薄膜形成等厚干涉条纹，若测得相邻明条纹的间距为?，则劈尖角?＝－－－－－。?解：相邻两明纹之间的厚度差为相邻两明纹的间距?与相应厚度差?e间存在如下关系在?角很小时，有*例12－13用波长λ=500nm(1nm=10－9m）的单色光垂直照射在由两块玻璃板（一端刚好接触成为劈棱）构成的空气劈尖上，劈尖角?=2×10－2rad，如果劈尖内充满折射率为n=1.40的液体，求从劈棱数起第五个明条纹在充入液体前后移动的距离。充入液体前后第五个明纹移动的距离?L=L1-L2＝9λ(1–1／n)／4?=1.61mm解：设第五个明纹处膜厚为e，则有2ne+λ／2=5λ由上两式得2nL?=9λ／2，L=9λ／4n?设该处至劈棱的距离为L，则有近似关系e=L?，充入液体后第五个明纹位置L2=9λ／4n?充入液体前第五个明纹位置L1=9λ／4?*二、牛顿环一平薄透镜放在一平板玻璃上,平薄透镜跟平玻璃片间形成一上表面弯曲的劈尖。1、牛顿环实验现象干涉条纹为间距越来越小的同心圆环组成，这些圆环状干涉条纹叫做牛顿环。单色光垂直照射到牛顿环上，在空气薄层的上表面可以观察到以接触点O为中心的明暗相间的环形干涉条纹，若用白光照射，则条纹呈彩色。它是等厚条纹的又一特例。*根据劈尖干涉条件2、环半径的计算rk与ek的关系：*明环半径暗环半径明、暗环半径公式正入射时的光程差(在nn玻时)明环半径k=1,2,3,…暗环半径k=0,1,2,3,…若弯曲的劈尖是空气(即n=1)则