《19.4 分振幅法双光束干涉》由会员分享，可在线阅读，更多相关《19.4 分振幅法双光束干涉（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 一、等厚干涉一、等厚干涉 二、等倾干涉二、等倾干涉1第19章 光的干涉一一. . 等厚干涉等厚干涉 反射光反射光2 2反射光反射光1 1S12（分振幅法分振幅法）如图：两条相干光线的光程差：如图：两条相干光线的光程差： 考虑到有半波损失考虑到有半波损失 因此有：因此有：（有附加光程差）（有附加光程差）折射定律折射定律：2第19章 光的干涉薄膜薄膜1 12 2反射光干涉反射光干涉薄膜薄膜透射光干涉透射光干涉1 12 23第19章 光的干涉波波长长550 nm黄黄绿绿光光对对人人眼眼和和照照相相底底片片最最敏敏感感。要要使使照照相相机机对对此此波波长长反反射射小小，可可在在照照像像机机镜镜头头上
2、上镀镀一一层层氟氟化化镁镁MgF2薄薄膜膜，已已知知氟氟化化镁镁的的折折射射率率 n=1.38 ，玻玻璃璃的的折折射射率率n=1.55。解解 两条反射光干涉减弱条件两条反射光干涉减弱条件 增透膜的最小厚度增透膜的最小厚度 增反膜增反膜 薄膜光学厚度（薄膜光学厚度（nd）仍可以为）仍可以为例例1但膜但膜层折射率层折射率 n 比玻璃的折射率大比玻璃的折射率大求求 氟化镁薄膜的最小厚度。氟化镁薄膜的最小厚度。说明说明4第19章 光的干涉光线垂直入射光线垂直入射 反射光反射光1 1反射光反射光2 2入射光入射光在确定的角度下观察（或说在确定的角度下观察（或说入射角固定），则在波长一入射角固定），则在波
3、长一定的情况下，光程差只取决定的情况下，光程差只取决于薄膜的厚度，相同厚度的于薄膜的厚度，相同厚度的地方对应相同的光程差。地方对应相同的光程差。等厚干涉等厚干涉5第19章 光的干涉(1) 同一厚度同一厚度 d 对应同一级条纹对应同一级条纹等厚条纹；等厚条纹；(2) 两相邻明条纹（或暗条纹）两相邻明条纹（或暗条纹） 对应的厚度差都等于对应的厚度差都等于 若为空气层时，相邻明条纹若为空气层时，相邻明条纹（或暗条纹）对应的厚度差为（或暗条纹）对应的厚度差为讨论讨论6第19章 光的干涉明纹明纹暗纹暗纹1.劈尖干涉劈尖干涉 平行光平行光垂直入射垂直入射到劈尖上到劈尖上光程差光程差 e n n nA反射光
4、反射光2反射光反射光1入入射射光光(单单色色平平行光垂直入射行光垂直入射)(设设n n )7第19章 光的干涉 条纹间距条纹间距相邻条纹的光程差差一个波长相邻条纹的光程差差一个波长条纹间距条纹间距明纹明纹暗纹暗纹讨论讨论(1) 空气空气劈尖顶点处是一暗纹劈尖顶点处是一暗纹(2) 反映膜的厚度变化反映膜的厚度变化条纹的移动条纹的移动平移平移8第19章 光的干涉e :测表面不平整度测表面不平整度等厚条纹等厚条纹待测工件待测工件平晶平晶Dd: 可可测测量量小小角角度度、微微位位移移 x、微微小小直直径径 D、波波长长等等c : 楔角的改变楔角的改变条纹疏密的变化条纹疏密的变化改变楔角改变楔角明纹明纹
5、暗纹暗纹9第19章 光的干涉为为了了测测量量一一根根细细的的金金属属丝丝直直径径D，按按图图办办法法形形成成空空气气劈劈尖尖，用用单单色色光光照照射射形形成成等等厚厚干干涉涉条条纹纹，用用读读数数显显微微镜镜测测出出干干涉涉明明条条纹纹的的间间距距，就就可可以以算算出出D。已已知知单单色色光光波波长长为为589.3 nm，测测量量结结果果是是：金金属属丝丝与与劈劈尖尖顶顶点点距距离离L=28.880 mm，第第1条明条纹到第条明条纹到第31条明条纹的距离为条明条纹的距离为4.295 mm。解解 由题知由题知 直径直径 例例2求求 金属丝直径金属丝直径 D。D10第19章 光的干涉一平面单色光波
6、垂直照射在厚度均匀的薄油膜上，油膜一平面单色光波垂直照射在厚度均匀的薄油膜上，油膜覆盖在玻璃板上，所用光源波长可连续变化，观察到覆盖在玻璃板上，所用光源波长可连续变化，观察到500nm和和700nm这两个波长的光在反射中消失。油的折这两个波长的光在反射中消失。油的折射率为射率为1.30，玻璃的折射率为，玻璃的折射率为1.50。解解 根据题意，不需考虑半波损失，暗纹的条件为根据题意，不需考虑半波损失，暗纹的条件为 例例3求求 油膜的厚度。油膜的厚度。 11第19章 光的干涉2 2. . 牛顿环牛顿环 光程差光程差明纹明纹:暗纹暗纹:.S分束镜分束镜M 显微镜显微镜o 牛顿环牛顿环装置简图装置简图
7、平凸透镜平凸透镜平晶平晶erR o形状形状12第19章 光的干涉白光入射的牛顿环照片白光入射的牛顿环照片13第19章 光的干涉(1) 测透镜球面的半径测透镜球面的半径R 已知已知 , 测测 m、rk+m、rk，可得可得R；(2) 测波长测波长 已知已知R，测出测出m 、 rk+m、rk， 可得可得；(3) 检测透镜的曲率半径误差及其表面平整度；检测透镜的曲率半径误差及其表面平整度； (4) 若接触良好若接触良好,中央为暗纹中央为暗纹半波损失；半波损失； 样板样板待测待测透镜透镜条纹条纹 半径半径 讨论讨论(5) 透射透射图样图样与反射图样互补。与反射图样互补。14第19章 光的干涉 二、二、
8、等倾干涉等倾干涉 两条光线的光程差两条光线的光程差 考虑到有半波损失考虑到有半波损失 相长干涉相长干涉相消干涉相消干涉15第19章 光的干涉等倾条纹等倾条纹L fPo r环环 en n n n i C21Siii B rAD薄膜的厚度均匀薄膜的厚度均匀则相同倾角的光线光程差相同则相同倾角的光线光程差相同观察等倾条纹的实验装置和光路观察等倾条纹的实验装置和光路16第19章 光的干涉只只要要入入射射角角i相相同同 都都将将汇汇聚聚在在同同一一个个干干涉涉环环上上（非非相干叠加）相干叠加）面光源面光源在薄膜干涉中在薄膜干涉中的特殊贡献的特殊贡献应用：增透应用：增透( (射射) )膜和增反射膜膜和增反
9、射膜 膜厚度均匀膜厚度均匀 垂直入射垂直入射 对某个波对某个波长增透长增透 膜厚至少是多少？膜厚至少是多少？iPifor环环en n n n 面光源面光源基片基片镀膜镀膜空气空气17第19章 光的干涉倾角倾角i 相同的光线对应同一条干涉条纹相同的光线对应同一条干涉条纹 等倾条纹等倾条纹一系列同心圆环一系列同心圆环内疏外密内疏外密条纹特点条纹特点: : 形状形状 条纹间隔分布条纹间隔分布 条纹级次分布条纹级次分布 波长对条纹的影响波长对条纹的影响 膜厚变化时膜厚变化时, ,条纹的移动条纹的移动中间级次最高中间级次最高圆纹从中心冒出，并向外圆纹从中心冒出，并向外扩张，条纹变密扩张，条纹变密 使用使
10、用面光源面光源条纹更清楚明亮条纹更清楚明亮 透射光图样透射光图样与反射光图样互补与反射光图样互补波长越长同级次圆环半波长越长同级次圆环半径越小径越小18第19章 光的干涉薄薄薄薄 膜膜膜膜 干干干干 涉涉涉涉19第19章 光的干涉在确定的角度下观察（或说入在确定的角度下观察（或说入射角固定），则在波长一定的射角固定），则在波长一定的情况下，光程差只取决于薄膜情况下，光程差只取决于薄膜的厚度，相同厚度的地方对应的厚度，相同厚度的地方对应相同的光程差。相同的光程差。2) )等倾干涉等倾干涉薄膜的厚度均匀薄膜的厚度均匀则相同倾角的光线光则相同倾角的光线光程差相同程差相同两个特殊结果两个特殊结果1) )等厚干涉等厚干涉等等倾倾条条纹纹牛牛顿顿环环如何在实验上区分上述条纹是等倾还是牛顿环如何在实验上区分上述条纹是等倾还是牛顿环?20第19章 光的干涉
