楔形平板產(chǎn)生的等厚干涉PPT學習教案

1、會計學1 楔形平板產(chǎn)生的等厚干涉楔形平板產(chǎn)生的等厚干涉 （二）楔板產(chǎn)生的等厚條紋（二）楔板產(chǎn)生的等厚條紋 從光源從光源S S中心發(fā)出經(jīng)楔板上下表面反射的兩支光交于定域面上某點中心發(fā)出經(jīng)楔板上下表面反射的兩支光交于定域面上某點P P，這兩支相干光在，這兩支相干光在P P點產(chǎn)生的光程差為點產(chǎn)生的光程差為 )()( CPAPnBCABn 精確計算較困難，近似用平行平板的光程差公式來代替精確計算較困難，近似用平行平板的光程差公式來代替 2 cos2 2 nh 若若照明平行光垂直入射楔板照明平行光垂直入射楔板， 若楔板折射率處處均勻，干涉條紋與等厚度的軌跡相對應(yīng)，這種條紋稱為若楔板折射率處處均勻，干涉條

2、紋與等厚度的軌跡相對應(yīng)，這種條紋稱為等厚條紋等厚條紋。 0 2 第1頁/共17頁 ), 2, 1, 0( 2 2mmnh ), 2, 1, 0() 2 1 ( 2 2mmnh 亮紋亮紋 暗紋暗紋 從以上亮紋或暗紋公式易導出，從一個條紋過渡到另一個條紋，平板的厚度變化為從以上亮紋或暗紋公式易導出，從一個條紋過渡到另一個條紋，平板的厚度變化為 nh2 對應(yīng)光程差變化為對應(yīng)光程差變化為 ，楔板的楔角，楔板的楔角 )2 ( ne e 為條紋的間距為條紋的間距 第2頁/共17頁 e h e k ek+1 明紋明紋暗紋 暗紋 條紋間距條紋間距 h e 又又 hn2 n e 2 第3頁/共17頁 干涉條紋分

3、布的特點：干涉條紋分布的特點： e e k ek+1 明紋明紋暗紋 暗紋 h 劈棱劈棱 （適于平行光垂直入射）（適于平行光垂直入射） (1).(1). 當有半波損失時，在劈棱當有半波損失時，在劈棱 處為暗紋，處為暗紋， 否則為一亮紋；否則為一亮紋； (2).(2). 干涉條紋是平行于棱邊的直條紋干涉條紋是平行于棱邊的直條紋 (3).(3). 相鄰明（暗）紋間距相鄰明（暗）紋間距 0h n e 2 (4). 楔角愈小，干涉條紋分布就愈稀疏楔角愈小，干涉條紋分布就愈稀疏 第4頁/共17頁 劈尖表面附近形成的是一系列與棱邊平行的劈尖表面附近形成的是一系列與棱邊平行的 、明暗相間等距的直條紋。楔角愈小

4、，干涉、明暗相間等距的直條紋。楔角愈小，干涉 條紋分布就愈稀疏；當用白光照射時，將看條紋分布就愈稀疏；當用白光照射時，將看 到由劈尖邊緣逐漸分開的彩色直條紋。到由劈尖邊緣逐漸分開的彩色直條紋。 第5頁/共17頁 三三. . 等厚條紋的應(yīng)用等厚條紋的應(yīng)用 1. 1. 劈尖的應(yīng)用劈尖的應(yīng)用 n e 2 測波長：測波長： 測折射率：測折射率： 測細小直徑、厚度、微小變化測細小直徑、厚度、微小變化 測表面不平度測表面不平度 第6頁/共17頁 第7頁/共17頁 (1)(1)檢測待測平面的平整檢測待測平面的平整 度度 由于同一條紋下的空氣薄膜厚度相同，當待測平面上出現(xiàn)溝槽時條紋向左彎曲。由于同一條紋下的空

5、氣薄膜厚度相同，當待測平面上出現(xiàn)溝槽時條紋向左彎曲。 待測平面待測平面 光學平板玻璃光學平板玻璃 第8頁/共17頁 h 將微小物體夾在兩薄玻璃片間，形成劈尖，用單色平行光照射。將微小物體夾在兩薄玻璃片間，形成劈尖，用單色平行光照射。 Lh 由由 ne2 ne L h 2 有有 L 第9頁/共17頁 例如用波長為例如用波長為589.3nm589.3nm的鈉黃光垂直照射長的鈉黃光垂直照射長 L L=20mm =20mm 的的空氣劈尖，測得條紋間距為空氣劈尖，測得條紋間距為 m1018.1 4 ne L h 2 4 39 1018.12 1020103 .589 m105 5 第10頁/共17頁 例

6、題例題 折射率為折射率為n n=1.60=1.60的兩塊平面玻璃板之間形成一空氣劈尖，用波長的兩塊平面玻璃板之間形成一空氣劈尖，用波長=600nm=600nm的單色光垂直照射，產(chǎn)生等厚干涉條紋，若在劈尖內(nèi)充滿的單色光垂直照射，產(chǎn)生等厚干涉條紋，若在劈尖內(nèi)充滿n n=1.40=1.40的液體，相鄰明紋間距縮小的液體，相鄰明紋間距縮小l l=0.5mm=0.5mm，求劈尖角，求劈尖角。 nn l n l 2222 2 2 1 1 ) n (ll 1 1 2 21 ) 1 1 ( 2nl rad 4 1072. 1 解：解：設(shè)空氣劈尖時相鄰明紋間距為設(shè)空氣劈尖時相鄰明紋間距為l l1 1，液體劈尖時

7、相鄰明紋間距為，液體劈尖時相鄰明紋間距為l l2 2，由間距公式，由間距公式 第11頁/共17頁 厚度每改變厚度每改變/2n/2n條紋平移一條條紋平移一條 (5)(5)測介質(zhì)折射率測介質(zhì)折射率 2 1 l n l 2 2 第12頁/共17頁 例例 用等厚干涉法測細絲的直徑用等厚干涉法測細絲的直徑d d。取兩塊表面平整的取兩塊表面平整的 玻璃板，左邊棱迭合在一起，將待測細絲塞到右棱邊間隙玻璃板，左邊棱迭合在一起，將待測細絲塞到右棱邊間隙 處，形成一空氣劈尖。用波長處，形成一空氣劈尖。用波長 0 0的單色光垂直照射，得等的單色光垂直照射，得等 厚干涉條紋，測得相鄰明紋間距為厚干涉條紋，測得相鄰明紋

8、間距為 L L，玻璃板長玻璃板長L L0 0，求細求細 絲的直徑。絲的直徑。 解：相鄰明紋的高度差解：相鄰明紋的高度差 22 00 n e sin 2 0 L sin 0 L d l l d l d l 2 2 0 0 0 d 第13頁/共17頁 例題例題 在檢測某工件表面平整度時在檢測某工件表面平整度時, ,在工件上放一標準平面玻璃在工件上放一標準平面玻璃, ,使其間形成一空氣劈尖，并觀察到彎曲的干涉條紋，如圖所示。求紋路深度使其間形成一空氣劈尖，并觀察到彎曲的干涉條紋，如圖所示。求紋路深度H H。 解解 若工件表面是平的若工件表面是平的, ,等厚條紋應(yīng)為平行于棱邊的直線條紋。由于等厚條紋應(yīng)

9、為平行于棱邊的直線條紋。由于一條條紋對應(yīng)一個厚度一條條紋對應(yīng)一個厚度，由圖，由圖的紋路彎曲情況可知，的紋路彎曲情況可知， 工件表面的紋路是工件表面的紋路是凹凹下去的。下去的。 H 2 l a H l a 工件工件 標準平面標準平面 由圖：由圖：H H= =a asinsin 因因 ：lsinlsin = = /2/2, , 所以所以紋路深度紋路深度 第14頁/共17頁 例題例題 波長波長 的光垂直入射折射率為的光垂直入射折射率為n n2 2的劈尖薄膜，的劈尖薄膜，n n1 1 n n2 2 , ,n n2 2 n n3 3 , ,如圖所示如圖所示 。在反射光中觀察，從尖頂算起，第二條明紋對應(yīng)的薄厚是多少？。在反射光中觀察，從尖頂算起，第二條明紋對應(yīng)的薄厚是多少？ 解解 由薄膜公式，有由薄膜公式，有 n3 n2 n1 2 2en 2 k ,.2 , 1 k 顯然，取顯然，取k k=2; =2; 于是第二條明紋對應(yīng)的薄厚為于是第二條明紋