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1、利用薄膜上、下两个表面对入射光的反射和折射，利用薄膜上、下两个表面对入射光的反射和折射， 可在反射方向可在反射方向 (或透射方向或透射方向 )获得相干光束。获得相干光束。 一、薄膜干涉一、薄膜干涉 A B C D 1 n 1 n 2 n e i a1a2 a 在一均匀透明介质在一均匀透明介质n1中放中放 入上下表面平行入上下表面平行 ,厚度为厚度为 e的均匀介质的均匀介质n2(n1)， 采用扩展光源照射薄膜，采用扩展光源照射薄膜， 其反射和透射光如图所示其反射和透射光如图所示 4-3-3 分振幅干涉分振幅干涉光线光线a2与光线与光线a1的光程差为：的光程差为： 2 12 /ADn)CBAC(n
2、+= 半波损失半波损失 由折射定律和几何关系可得出：由折射定律和几何关系可得出： taneAB2= cos/eCBAC= sinnisinn 21 = isinABAD= 2 1 2 2 2 + =) cos sin cos (en 2 2 2 +=cosen 2 2 22 1 2 2 +=isinnne A B C D 1 n 1 n 2 n e i a1a2 a =+ = = += 减弱（暗）减弱（暗） 加强（明）加强（明）， L L ,k)k( ,kk isinnne 210212 321 2 2 22 1 2 2 干涉条件干涉条件 薄膜薄膜 aa1 a2n1 n2 n3 不论入射光的的
3、入射角如何不论入射光的的入射角如何 额外程差的确定额外程差的确定 满足满足n1n3(或或n1 n2 n2n3(或或n1 略去略去e2 R r e 2 2 = 各各级级明、明、暗暗干涉条干涉条纹纹的的半半径径： 明条纹明条纹L321 2 12 ,k R)k( r= = 暗条纹暗条纹L210,kkRr= 随着随着牛顿环半牛顿环半径径的的增大增大，条，条纹变纹变得得越越来来越越密密。 e=0,两反射光的光程差两反射光的光程差=/2，为，为暗暗斑斑。 测细小直径、厚度、微小变化测细小直径、厚度、微小变化 h 待待 测测 块块 规规 标标 准准 块块 规规 平晶平晶 测表面不平度测表面不平度 等厚条纹等
4、厚条纹 待测工件待测工件 平晶平晶 检验透镜球表面质量检验透镜球表面质量 标准验规标准验规 待测透镜待测透镜 暗纹暗纹 P D F 文件使用 “ p d f F a c t o r y “ 试用版本创建 一、迈克耳逊干涉仪一、迈克耳逊干涉仪 光束光束2和和1发生干涉发生干涉 若若M1、M2平行平行 等倾条纹等倾条纹 若若M1、M2有小夹角有小夹角 等厚条纹等厚条纹 若条纹为等倾条 纹，若条纹为等倾条 纹， M1平移平移d 时，干涉时，干涉 条移过条移过N 条，则有：条，则有： 2 =Nd M1 2 2 1 1 S 半透半反膜半透半反膜 M2 M1 G1 G2 应应用：用：微微小小位位移测移测量
5、量,测测折射折射率率 4-3-5 迈克耳逊干涉仪迈克耳逊干涉仪rad 4 10=例例1、有有一一劈尖劈尖，折射，折射率率n=1.4，尖尖角为角为。 在在某单色某单色光的光的垂直垂直照射下，可照射下，可 测测得两相得两相邻邻明条明条纹纹之间之间 的的距离距离为为0.25cm。试求试求: (1)此此单色单色光在光在空气空气中的中的波波 长长。(2)如如果劈尖果劈尖长长为为3.5cm，那么总共那么总共可出可出现现多少多少条条 明条明条纹纹。 解解: (1)由由劈尖劈尖干涉条件得两相干涉条件得两相 邻邻明条明条纹纹间间距距为：为： nn x 2 sin 2 =xn=2 将将巳知量代巳知量代 入上入上式
6、式有有： 24 1025 . 0 104 . 12 =mm7 . 0107 . 0 6 = m 2 105 . 3 (2)在在长长为为的的劈尖劈尖上，明条上，明条纹纹总总数数为为 x L m = 2 2 1025. 0 105 . 3 =14= 例例2、用紫光照明牛顿环，借助于、用紫光照明牛顿环，借助于 低倍显微镜测得由中心低倍显微镜测得由中心 往外数第往外数第 k级级明环的半径明环的半径 k级再往上数第级再往上数第16 个个明环的半径明环的半径 ， 平， 平凸凸透镜的透镜的 曲率曲率半径半径R=2.50m。求求入射入射紫紫光光 的的波波长长。 mrk 3 100 .3 = m.rk 3 16
7、 1005 + = R r C d M N o 2 1)16(2 16 Rk rk + = + 解解：根据根据明环半径明环半径公式公式： 2 ) 12(Rk rk = Rrr kk 16 22 16 = + 50. 216 )100 . 3()100 . 5( 2222 = m 7 100 . 4 = o A5890 例例3、在、在牛顿环实验牛顿环实验 中，透中，透镜镜的的曲率曲率半半径径为为5.0m，而而 透透镜镜的的直直径径为为2.0cm，用，用波波长长为为的的钠钠光光垂直垂直 照射，照射，问问:(1)可可以观察到以观察到 多少多少条明条明纹纹？(2)若把该装若把该装 置置放在放在水水中中
8、(n=1.33) ，能能观察到观察到多少多少条明条明纹纹？ P D F 文件使用 “ p d f F a c t o r y “ 试用版本创建 解解: (1)牛顿环的明环半径为牛顿环的明环半径为: Rkrk) 2 1 ( =(k=1, 2, 3,) 2 1 2 += R r k k 令令rk=r=1.0cm 2 1 1058900 . 5 )100 . 1( 10 22 + = mar k34= (2)装置装置放在放在水水中，明中，明纹半纹半径径为为: n R krk ) 2 1 ( = 2 1 2 += R nr k k 令令rk=r，得，得k=45 条条 作业作业17：341、2、3、6、355 下下次课次课的的主要内容主要内容 如下，如下，请预习请预习： 光的光的衍衍射射现象现象、单单缝夫琅缝夫琅和和费衍费衍射。射。 P D F 文件使用 “ p d f F a c t o r y “ 试用版本创建
