《牛顿环干涉》由会员分享，可在线阅读，更多相关《牛顿环干涉（2页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、讨论牛顿环干涉当一曲率半径很大的平透镜与一磨光平玻璃板相接触时，在透镜与平玻璃板 之间形成一空气薄膜。当波长为入的单色光入射到 此装置时，空气膜的上表面与下表面的反射光相遇 而形成等厚干涉条纹。若在反射方向观察，将看到 一组以接触点为中心的明暗相间的原型干涉条纹， 而且中心是暗斑；若在透射方向观察，则看到的干 涉环纹与反射光的干涉环纹的光强正好互补，中心 是亮斑，原来的亮环处变为暗环，暗环处变为亮环， 这种干涉现象早为牛顿所发现，故称为牛顿环。在电介质表面反射时可能产生半波损，即相位发生n突变。有无半波损与反 射界面两侧介质的折射率有关。设透镜的折射率为n,上下两方的折射率分别为 n1和n2。
2、则当nnl,n2或nvnl,n2时有半波损，当nlnn2或nlvnvn2时无半 波损。所以牛顿环实验中，由于有半波损，中心0点（L=0）为暗点。牛顿环 的另一个特点是内疏外密。上移或下移平凸透镜，透镜与玻璃板间的间距增大。根据薄膜表面干涉可知， 光程差 L（P）2nh。即下表面反射的光比上表面反射的光多走的路程就是前者 在膜内一次垂直的往返。如果薄膜的折射率是均匀的，则AL只与厚度h有关， 由于相邻条纹上的光程差AL相差一个波长，因此相邻等厚条纹对应的厚度为 h=A /2n，即介质内波长入/n的一半。由于相邻干涉条纹上的高度相差入/2，条 纹间距Ax与透镜和玻璃板的夹角a之间的关系为 x=A
3、/2a。上移平凸透镜， 原来的第K级条纹（=）在厚度kA /2的地方（Pk点），设透镜与玻璃板 的间距增大Ah后，第K级条纹移至原来厚度（kA /2+h）的地方，这时可以看出， 当透镜与玻璃板的间隔每改变入/2时,条纹平移的距离恰好等于条纹间隔Ax,亦 即这时每根条纹移至与之相邻条纹原来的位置上。即条纹外扩，同时条纹间距变 大。反之，当透镜下移时，条纹内缩，条纹间距减小。具体的现象是条纹像水波 似的不断向外发散出去或向内收拢。根据这个特点，若波长入已知，我们便可 以从条纹移动的情况判断Ah的大小，反之，也可以由Ah推算入。在光学冷加工车间中经常利用牛顿环快速检测透镜表面曲率是否合格，并作 出判
4、断，确定应该如何研磨。做法大致如下：将标准件 G 覆盖于待测工件 L 之 上，两者间形成空气膜，因而出现牛顿环。圈数越多，说明公差越大。例如，当 人们说某工件表面的公差为一个光圈时，就表示它与验规之间的差距为入/2。如 果某处光圈偏离圆形，则说明待测表面在该处有不规则起伏。如果光圈太多，工 件不合格，还需进一步磨合。将验规轻轻下压，若牛顿环外扩，则说明透镜曲率 大，需要磨中间；若牛顿环内缩，则说明透镜曲率小，需要磨两侧。在牛顿环干涉实验中考虑的是单色光，如果光源是非单色光，如白光，则其 中不同波长的成分各自形成一套干涉图样。由于干涉条纹的间距与波长有关( x=A /2a)，因而各色的条纹彼此错
5、开，形成色彩绚丽的干涉图样。具体图样是 从中心斑点开始，从内向外依次是紫、靛、蓝、绿、黄、橙、红色条纹，越向外 干涉条纹按此规律排列，重迭。不同类型牛顿环其薄膜厚度和倾角也不一样。取光程差的表达式的全微分： 6 (L)= 2nhsina 6 a +2ncosa 6 h.干涉条纹是等强度点的轨迹，而强度完 全由光程差所决定。亦即同一根干涉条纹上AL=常量，或者说6 (AL) =0。因 倾角增大了引起光程差的减小必须由厚度的增大来补偿；而对于相同的倾角变化 6 a，h越大或sina越大，6 a给AL带来的影响越大，从而干涉条纹对等厚线 的偏离也就越明显。另外，由于在光的入射过程中有光能的损失，为了避免反射 损失，可以在透镜表面敷上一层薄透明胶，它能够减少光的反射，增加光的透射， 这种膜叫做增透膜或消反射层。这样在试验中增大了光强，使干涉效果更加明显。 因此敷有增透膜的透镜牛顿环的干涉现象越明显。矿物绝缘电缆http:/14316Zw9t31i
