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1、第四节第四节 平板的双光束干涉平板的双光束干涉第二节中讨论了分波前干涉,这类干涉,由于空间相干性的限制(即分波前干涉法的干涉孔径角 总有一定大小,而且有b条件),只能使用有限大小的光源,实际应用中往往不能满足对条纹亮度的要求(激光光源除外).为了使用扩展光源,必须实现=0的干涉,这就是本节要讨论的平板的分振幅干涉.平板的分振幅干涉利用平板的两个表面对入射光的反射和透射,使入射光的振幅分解成两部分,这两部分光波相遇产生干涉,使得在使用扩展光源的同时,可保持有清晰的条纹,解决了分波前干涉中发生的条纹的亮度与条纹可见度的矛盾.1.条纹定域：能够得到清晰干涉条纹的区域。一、干涉条纹的定域2.平板干涉的
2、优点，取 ，用面光源。非定域条纹：非定域条纹：在空间任何区域都能得到的干涉条纹。（如理想杨氏干涉）定域条纹：定域条纹：只在空间某些确定的区域产生的干涉条纹。分振幅干涉概述分振幅干涉概述分分分分振幅干涉：振幅干涉：振幅干涉：振幅干涉：一列波一列波按振幅的不同被分成两部分按振幅的不同被分成两部分按振幅的不同被分成两部分按振幅的不同被分成两部分( (次波次波) )，两次波各自走过不同的光程后，重新叠加并发生干涉。两次波各自走过不同的光程后，重新叠加并发生干涉。常见的分振幅方法：常见的分振幅方法：常见的分振幅方法：常见的分振幅方法：光学介质分界面的光学介质分界面的反射和折射反射和折射反射和折射反射和折
3、射。常见的分振幅干涉：常见的分振幅干涉：常见的分振幅干涉：常见的分振幅干涉：等倾干涉等倾干涉等倾干涉等倾干涉、等厚干涉等厚干涉等厚干涉等厚干涉( (劈尖、牛顿环劈尖、牛顿环) )n1n2n3等厚(平面平行)膜产生等等倾倾干涉干涉圆条纹n1n2n3球面膜产生等等厚干涉厚干涉圆条纹n1n2n3等倾角(平面非平行)膜产生等厚干涉等厚干涉直条纹二、平行平板 (Plane-Parallel Plates) 干涉（等倾干涉 Interference of equal inclination）1.光程差计算SDEPF平行平板的分振幅干涉P点处的强度为式中I1,I2是两相干光各自在P点产生的强度; 是两相干光
4、在P点的光程差.式中 n和n分别是平板折射率和周围介质的折射率.nn phase changeNo phase change由于周围介质折射率一致,所以两个表面的反射光中有一支光发生”半波损失”,应当再考虑由反射引起的附加光程差/2.在平行平板的干涉中, 光程差只取决于折射角2,相同2(从而有相同入射角1)的入射光构成同一条纹,故称等倾条纹.2.平板干涉装置 注意：采用扩展光源，条纹域在无穷远。 条纹成象在透镜的焦平面上。产生等倾条纹的装置3、条纹分析(Fringes of equal inclination)中央条纹宽，边缘条纹窄。平板越厚,条纹也越密（5）反射光条纹和透射光条纹互补平行平板
5、干涉的反射光条纹和透射光条纹 (a) (b)反射光干涉及条纹对比度, (c)(d)透射光干涉及条纹对比度二、楔形平板干涉（等厚干涉 Interference of equal thickness）图图12-16用扩展光源时楔行平板产生的定域条纹用扩展光源时楔行平板产生的定域条纹a)定域面在板上方定域面在板上方b) 定域面在板内定域面在板内c) 定域面在板下方定域面在板下方SPb)SPa)SPc)1、定域面的位置和定域深度楔形平板干涉:两个不平行平面的分振幅干涉称为楔形平板干涉.图图12-18 楔形平板的干涉楔形平板的干涉2ACSPB=01 n nnnnn2、光程差计算式中 n为楔形平板的折射率
6、,n为周围介质的折射率.垂直入射时，光程差是厚度 h 的函数，在同一厚度的位置形成同一级条纹。板的厚度一般很小,且楔角也不大图图12-19 观察板上等厚条纹的一种实用系统观察板上等厚条纹的一种实用系统（1）对于折射率均匀的楔形平板，条纹平行于楔棱Dh(2)（3）（4）a劈尖上表面向上平移，干涉条纹劈尖上表面向上平移，干涉条纹间距不变，条纹向棱边移动；反之间距不变，条纹向棱边移动；反之条纹向相反方向移动条纹向相反方向移动F对空气层：平移对空气层：平移 距离时有一条距离时有一条条纹移过条纹移过例、例、如何判断两个直径相差很小的滚珠的大小如何判断两个直径相差很小的滚珠的大小 ？ （测量工具：两块平板玻璃）（测量工具：两块平板玻璃）说明说明 ：1珠小珠小说明说明 ：1珠大珠大若发现等厚条纹间隔变密若发现等厚条纹间隔变密在靠近在靠近“1”那那 端轻轻压一下端轻轻压一下 若发现等厚条纹间隔变宽若发现等厚条纹间隔变宽复色光入射得彩色条纹 若在一平晶上放置一R很大的平凸透镜，则两面之间形成的空气契能实现等厚干涉。称为牛顿环牛顿环。白光入射的牛顿环照片
