等傾干涉與等厚干涉的比較

1、_目錄本科生畢業(yè)論文誠信聲明1等厚干涉與等傾干涉的比較2中文摘要2英文摘要21. 引言22 等厚干涉和等傾干涉22.1 等厚干涉22.2 等傾干涉33.干涉條紋之比較43.1 牛頓環(huán)干涉條紋的半徑和間距43.2 等傾干涉條紋的半徑和間距43.3 兩種干涉條紋形狀的比較54 . 干涉條紋移動規(guī)律之比較5參考文獻5致謝6精品資料本科生畢業(yè)論文誠信聲明本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)論文，是本人在指導老師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產權爭議，除文中已經注明引用的內容外， 本論文不含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體均已在文中以明

2、確方式明。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。1_作者簽名：二0一年月日精品資料_等厚干涉與等傾干涉的比較劉 xx，付文羽（隴東學院電氣工程學院，甘肅慶陽74500 ）摘 要：對牛頓環(huán)等厚干涉和薄膜等傾干涉條紋形成原理, 干涉條紋的半徑、間距、干涉級次等進行比較和分析, 揭示兩種相似條紋的本質區(qū)別。關鍵詞：等厚干涉等傾干涉條紋半徑條紋間距干涉級次Thickness Interference And Isoclinic InterferenceLIU xx, FU Wen-yu（Electrical Engineering College,Longdong University,Qingy

3、ang 74500,Gansu）Abstract: Of Newton ring thickness interference and film isoclinic interferencefringe formation principle, the radius of the interference fringes,spacing,interferencelevels compare and analysis,reveals the essential difference between two similarstripe.Key Words:Isopach interferenceI

4、soclinic interferenceStripe radiusFringe spacingInterference levels1 引言在光學教學中， 關于等傾干涉和等厚干涉學生理解起來往往比較困難，有時顯得似是而非， 容易望文生義從字面上認為“等厚干涉”是指薄膜厚度是等厚的干涉這一錯誤結論，從而把等傾干涉和等厚干涉混淆起來，筆者通過幾年的教學，總結出了等傾干涉和等厚干涉的異同點，以便學習。精品資料_2 等厚干涉和等傾干涉等傾干涉和等厚干涉是薄膜干涉的兩種典型形式。薄膜干涉是由薄膜上、下表面反射 (或折射 ) 光束相遇而產生的一種干涉現(xiàn)象。簿膜干涉分兩種:一種稱做等厚干涉, 這是由平行光

5、入射到厚度變化均勻、折射率均勻的薄膜上、下表面而形成的干涉條紋。薄膜厚度相同的地方形成同一級干涉條紋,故稱等厚干涉。牛頓環(huán)和楔形平板干涉都屬等厚干涉。另一種稱做等傾干涉。當不同傾角的光入射到折射率均勻,上、下表面平行的薄膜上時,同一傾角的光經薄膜上、下表面反射 (或折射 )后相遇形成同一級干涉條紋,不同的干涉明紋或暗紋對應不同的傾角 ,這種干涉稱做等傾干涉。2.1 等厚干涉等厚干涉是由平行光入射到厚度變化均勻、折射率均勻的薄膜上、下表面而形成的干涉條紋 薄膜厚度相同的地方形成同條干涉條紋，故稱等厚干涉 牛頓環(huán)和楔形平板干涉都屬等厚干涉。常規(guī)的等厚干涉現(xiàn)象研究以牛頓環(huán)為例進行討論。牛頓環(huán)儀是在一

6、平板玻璃上放置一平凸透鏡 ,兩者之間有一空氣薄層,當用單色的平行光照射時,就會在空氣層中形成等厚干涉條紋 ,這些條紋是一圖1 牛頓環(huán)實驗裝置和干涉花樣組同心圓環(huán),即牛頓環(huán) 5, 如圖 1。精品資料_2.2 等傾干涉是薄膜干涉的一種。薄膜此時是均勻的，光線以傾角i 入射，上下兩條反等傾干涉薄膜（均勻） 射光線經過透鏡作用會匯聚一起，形成干涉。 由于入射角相同的光經薄膜兩表面反射形成的反射光在相遇點有相同的光程差，也就是說， 凡入射角相同的就形成同一條紋，故這些傾斜度不同的光束經薄膜反射所形成的干涉花樣是一些明暗相間的同心圓環(huán) 這種干涉稱為等傾干涉（如圖 2）。傾角 i 相同時， 干涉情況一樣 （

7、因此叫做“等傾干涉”）當光程差為波長整數倍時，形成亮條紋， 為半波長奇數倍時是暗條紋。等傾條紋是內疏外密的同心圓環(huán)（如圖3 ）精品資料_3 干涉條紋之比較為方便比較和分析,兩種干涉中都采用討論空氣膜的情況。而對于填充其他介質的情況 ,以下的討論過程完全相似,并不改變對比結論。3.1牛頓環(huán)干涉條紋的半徑和間距設平凸透鏡的半徑為R, 為入射光波長。則牛頓環(huán)中 ,第 j 級暗環(huán)半徑為 :r j =jRj=1,2,3, (1)對上式微分,可得第 j 級圓環(huán)附近相鄰兩暗環(huán)的間距為:?r j= 1Rj=1,2,3, (2)2 j3. 2 等傾干涉條紋的半徑和間距設空氣膜厚度為d , 為入射光波長,凸透鏡焦

8、距為f ', 入射光線的傾角為i,則對干涉條紋的中心i=0 處 ,2d=m (3)這時我們看到的第j 個暗環(huán)的干涉級實際為 m-j 級 ,并 且 滿 足 :2 d cosi j =(m-j) (4)利 用 三 角 函 數 cos ij =1-2sin 2ij,代 入上式并用 (3) 式替換 (4) 式中的 m ,整2理后可得到:sin i j= i j(5)22當 d 時, 傾角 ijiji j為小角 ,則 sin,于是:22ijj(6)d因此第 j 個暗環(huán)的半徑為:精品資料_j(7)rj f 'ij f 'd對上式微分 ,可得第 j 個圓環(huán)附近相鄰兩暗環(huán)的間距為:f

9、'j=1,2,3, (8)? r j2jd3.3 兩種干涉條紋形狀的比較從公式 (1) 和 (7);(2) 和 (8) 的對比當中可以看到,牛頓環(huán)干涉條紋和等傾干涉條紋的半徑、間距只是具有相同的形式,但并不完全一樣,從而造成了兩種干涉條紋的形似。同時兩種干涉條紋的級次分布不同:牛頓環(huán)干涉條紋是內環(huán)的級次低而外環(huán)的級次高,等傾干涉條紋是內環(huán)的級次高而外環(huán)的級次低。4 干涉條紋移動規(guī)律之比較當空氣膜厚度d 連續(xù)增加時 , 相干光間的光程差變大, 于是高級次條紋將向低級次條紋所在位置方向移動。對牛頓環(huán)干涉條紋來說,條紋將由外向內移動,并且越來越密;而對等傾干涉條紋來說,條紋將由內向外移動, 也會越來越密。當空氣膜厚度d 連續(xù)減小時 ,將會與