光學(干涉)(下)總結課件

§5

劈尖（劈形膜）干涉dkdk+1MS劈尖角1若光垂直或近乎垂直入射：i~0則等厚條紋d等厚條紋明暗條件：id棱邊2一、原理兩相鄰明條紋(或暗條紋)對應的厚度差滿足條件：兩相鄰明條紋(或暗條紋)的間距：（明紋）（暗紋）故棱邊處為暗紋。3討論dkΔddk+1θ(1)空氣劈尖愈厚處，條紋級別

愈高。(4)

動態(tài)反應：θ

↑

λ↓,

條紋變密并向棱邊處壓縮。反之，θ↓λ↑。d

↑(連續(xù)增厚)條紋向薄膜厚度較小的方向移動。(3)由公式看出，θ

越小,

λ越大,條紋愈清晰。4(2)是否有半波損要視情況而定例1

一玻璃劈尖，夾角α=1.5×10-3（rad），末端厚度e

=0.05mm，折射率為1.50，今用波長為530nm的單色平行光垂直照射到劈尖的上表面。求：劈尖表面干涉明條紋的數(shù)目；干涉條紋的間距。解：（1）（2）5二、應用(1)可測量小角度θ、微位移x、微小直徑D、波長λ等測薄膜厚空氣6例2

為了測量一根細的金屬絲直徑D，按圖辦法形成空氣劈尖，用單色光照射形成等厚干涉條紋，用讀數(shù)顯微鏡測出干涉明條紋的間距，就可以算出

D

。已知 單色光波長為

589.3 nm

，測量結果是：金屬絲與劈尖頂點距離L=28.880

mm，第1條明條紋到第31條明條紋的距離為4.295mm求

金屬絲直徑

D解：D條紋間距直徑7干涉膨脹儀例3.

如何判斷兩個直徑相差很小的滾珠的大小？（測量工具：兩塊平板玻璃）在靠近“1”那端輕輕壓一下若發(fā)現(xiàn)等厚條紋間隔變密說明θ↑：1

珠小若發(fā)現(xiàn)等厚條紋間隔變寬說明θ↓：1

珠大8(2)可檢測工件的平整度。例4

利用劈尖干涉測量精密工件的微小缺陷。在工件表面放一平板玻璃,

構成空氣劈尖。用單色光照射后，玻璃面上的干涉條紋如圖，請根據(jù)條紋彎曲方向說明工件表面缺陷是凹還是凸。等厚條紋待測工件平晶因為是等厚干涉,

所以空氣層厚度相等的點構成一條干涉條紋。在干涉條紋上取2點，A和B，因為在同一干涉條紋上，所以A和B下放空氣層等厚。但是，B在A左邊，若無缺陷，B下方的厚

度應該比A小。現(xiàn)在厚度相等了，說明B

點下方有凹陷。所以是凹槽。baAB9解：已知求

。10*

d=0

處不一定是暗紋20

復色光入射得彩色條紋注意：10以上討論的是空氣隙劈尖，若是其它情況，相應公式另寫。**

Δd

=

λ?

2n*n11§6

牛頓環(huán)實驗裝置:牛頓環(huán)干涉圖樣顯微鏡TLSM半透半反鏡由一塊平板玻璃和一平凸透鏡組成12一、原理光程差明紋暗紋13Rrd明環(huán)半徑：暗環(huán)半徑討論(1)若接觸良好，中央為暗紋——半波損失140 12

345…….(2)愈往邊緣，條紋級別愈高。(3)

愈往邊緣，條紋愈密。可以證明相鄰兩環(huán)的間隔為：透射光與反射光互補。動態(tài)反應：連續(xù)增加薄膜的厚度,視場中條紋縮入,

反之，冒出。復色光入射，呈彩色圓環(huán)。15二、應用已知λ,測m、rk+m、rk，可得R。已知R，測出m、rk+m、rk，可測得波長λ。檢測透鏡的曲率半徑誤差及其表面平整度。例1

如圖所示，在平面玻璃片G上一油滴展開成圓形油膜，在波長

λ

=

600nm的單色光垂直入射下，從反射光中可觀察到油膜所形成的干涉條紋。問：若油膜中心的最高點與玻璃片的上表面相距h

=

800nm，干涉條紋如何分布？可看到幾條明紋？明紋所在處的油膜厚度為多少?已知玻璃的折射率為n1

=

1.50，油膜的折射率

n2

=1.20。LS16LS解：條紋為同心圓。明紋油膜邊緣由于

h=

800nm，故可觀察到四條明紋。17模具例2.（1）如何判斷鏡頭太平或太凸？輕壓一下鏡頭，條紋會移動變薄，條紋內縮，則鏡頭太平(圖b)。變薄，條紋外冒，則鏡頭太凸(圖c)。18（2）圖b、波長λ，求空氣隙最大厚度數(shù)得中心點為：k=3

級暗紋例3.

牛頓環(huán)如圖示情況,明暗條紋如何分布?19總結(1)等厚干涉條紋為光程差相同的點的軌跡，即厚度相等的點的軌跡。(2)厚度線性增長條紋等間距，厚度非線性增長條紋不等間距。

(3)注意條紋的動態(tài)變化分析。(4)半波損失需具體問題具體分析。20單色光源反射鏡與成角補償板分光板一、光路及結構反射鏡移動導軌§7

邁克耳孫干涉儀21反射鏡反射鏡單色光源光程差的像22當 不垂直于時，可形成劈尖型等厚干涉條紋.反射鏡反射鏡單色光源23干涉條紋移動數(shù)目二、邁克爾孫干涉儀的主要特性(1)兩相干光束完全分開；

(2)兩光束的光程差可調.移動距離移動反射鏡24干涉條紋的移動與當 之間距離變大時，圓形干涉條紋從中心一個個長出，并向外擴張，干涉條紋變密；距離變小時，圓形干涉條紋一個個向中心縮進, 干涉條紋變稀。25插入介質片光程差光程差變化光程差26干涉條紋移動數(shù)目介質片厚度27例

在邁克耳孫干涉儀的兩臂中，分別插入 長的玻璃管，其中一個抽成真空，另一個則儲有壓