大学物理课件：11-4劈尖 牛顿环

1、第第 十一章十一章 光学光学11-4 11-4 劈尖劈尖 牛顿环牛顿环物理学物理学第五版第五版11n1nnSMDTL劈尖角劈尖角一一 劈劈 尖尖bd22nd第第 十一章十一章 光学光学11-4 11-4 劈尖劈尖 牛顿环牛顿环物理学物理学第五版第五版2, 2 , 1,kk明纹明纹, 1 , 0,2) 12 (kk暗纹暗纹22nd1n1nnd第第 十一章十一章 光学光学11-4 11-4 劈尖劈尖 牛顿环牛顿环物理学物理学第五版第五版3Ln1nD劈尖干涉劈尖干涉nn 1dnk2)21(nk2（明纹）（明纹）（暗纹）（暗纹）bb2/n讨论讨论2 ( (1) )棱边处棱边处0d为暗纹为暗纹.第第 十

2、一章十一章 光学光学11-4 11-4 劈尖劈尖 牛顿环牛顿环物理学物理学第五版第五版4221niindd( (2) )相邻明纹（暗纹）相邻明纹（暗纹）间的厚度差间的厚度差LDbn2Ln1nDnn 1bb2/n劈尖干涉劈尖干涉第第 十一章十一章 光学光学11-4 11-4 劈尖劈尖 牛顿环牛顿环物理学物理学第五版第五版5LnbLbDn22 ( (3) )条纹间距条纹间距nb2Ln1nDnn 1bb2/n劈尖干涉劈尖干涉第第 十一章十一章 光学光学11-4 11-4 劈尖劈尖 牛顿环牛顿环物理学物理学第五版第五版6 ( (4 ) )干涉条纹的移动干涉条纹的移动第第 十一章十一章 光学光学11-4

3、 11-4 劈尖劈尖 牛顿环牛顿环物理学物理学第五版第五版7 例例 1 波长为波长为680 nm的平行光照射到的平行光照射到L=12 cm长的两块玻璃片上，两玻璃片的一长的两块玻璃片上，两玻璃片的一边相互接触边相互接触 ，另一边被厚度，另一边被厚度=0.048 mm的的纸片隔开纸片隔开. 试问在这试问在这12 cm长度内会呈现多长度内会呈现多少条暗条纹少条暗条纹 ？解解, 2 , 1 , 02) 12(22kkd第第 十一章十一章 光学光学11-4 11-4 劈尖劈尖 牛顿环牛顿环物理学物理学第五版第五版82 .1412Dkm2) 12(22mkD, 2 , 1 , 02) 12(22kkd共

4、有共有142142条暗纹条暗纹第第 十一章十一章 光学光学11-4 11-4 劈尖劈尖 牛顿环牛顿环物理学物理学第五版第五版9( (2) )测膜厚测膜厚Sie1n2n2SiO( (1) )干涉膨胀仪干涉膨胀仪0l12nNel2Nl 第第 十一章十一章 光学光学11-4 11-4 劈尖劈尖 牛顿环牛顿环物理学物理学第五版第五版10e ( (3) )检验光学元件表面的平整度检验光学元件表面的平整度2bbe 6231b b第第 十一章十一章 光学光学11-4 11-4 劈尖劈尖 牛顿环牛顿环物理学物理学第五版第五版111nn1nLd空气空气 1n( (4) )测细丝的直径测细丝的直径bLnd2b第第

5、 十一章十一章 光学光学11-4 11-4 劈尖劈尖 牛顿环牛顿环物理学物理学第五版第五版12由一块平板玻璃和一平凸透镜组成由一块平板玻璃和一平凸透镜组成d22 d光程差光程差第第 十一章十一章 光学光学11-4 11-4 劈尖劈尖 牛顿环牛顿环物理学物理学第五版第五版13 牛顿环干涉图样牛顿环干涉图样显微镜显微镜SLRrdM 半透半透半反镜半反镜T第第 十一章十一章 光学光学11-4 11-4 劈尖劈尖 牛顿环牛顿环物理学物理学第五版第五版14R), 2 , 1(kk明纹明纹), 1 , 0()21(kk暗纹暗纹rd22 d光程差光程差第第 十一章十一章 光学光学11-4 11-4 劈尖劈尖

6、 牛顿环牛顿环物理学物理学第五版第五版15R22222)(ddRdRRr02ddRRdRr)2(2rdRkr)21( kRr 暗环半径暗环半径明环半径明环半径第第 十一章十一章 光学光学11-4 11-4 劈尖劈尖 牛顿环牛顿环物理学物理学第五版第五版16 ( (1) )从反射光中观测，中心点是暗点还从反射光中观测，中心点是暗点还是亮点？从透射光中观测，中心点是暗点是亮点？从透射光中观测，中心点是暗点还是亮点？还是亮点？ ( (2) )属于等厚干涉，条纹间距不等，为属于等厚干涉，条纹间距不等，为什么？什么？), 2 , 1 , 0(k暗环半径暗环半径明环半径明环半径), 3 , 2 , 1(k

7、Rkr)21( kRr 讨讨论论第第 十一章十一章 光学光学11-4 11-4 劈尖劈尖 牛顿环牛顿环物理学物理学第五版第五版17 ( (4) )应用例子：可以用来测量光波波长应用例子：可以用来测量光波波长，用于检测透镜质量，曲率半径等，用于检测透镜质量，曲率半径等. ( (3) )将牛顿环置于将牛顿环置于 的液体中，条纹的液体中，条纹如何变？如何变？1n第第 十一章十一章 光学光学11-4 11-4 劈尖劈尖 牛顿环牛顿环物理学物理学第五版第五版18RrkRrk2Rmkrmk)(2mrrRkmk22r2第第 十一章十一章 光学光学11-4 11-4 劈尖劈尖 牛顿环牛顿环物理学物理学第五版第

8、五版19SL1n2nh 例例2 如图所示为测量油膜折射率的实验装如图所示为测量油膜折射率的实验装置，在平面玻璃片置，在平面玻璃片G上放一油滴，并展开成圆上放一油滴，并展开成圆形油膜，在波长形油膜，在波长 的单色光垂直入射的单色光垂直入射nm 600G20. 12n50. 11n下，从反射光中可观察下，从反射光中可观察到油膜所形成的干涉条到油膜所形成的干涉条纹已知玻璃的折射率纹已知玻璃的折射率为为 ，油膜的折，油膜的折射率射率 ，问：当，问：当油膜中心最高点与玻璃油膜中心最高点与玻璃第第 十一章十一章 光学光学11-4 11-4 劈尖劈尖 牛顿环牛顿环物理学物理学第五版第五版20SL1n2nhn

9、m100 . 82h片的上表面相距片的上表面相距 时，干涉条时，干涉条纹是如何分布的？可看到几条明纹？明纹所纹是如何分布的？可看到几条明纹？明纹所在处的油膜厚度为多少在处的油膜厚度为多少 ?G解解 条纹为同心圆条纹为同心圆kdnk2222nkdk, 2 , 1 , 0k明纹明纹第第 十一章十一章 光学光学11-4 11-4 劈尖劈尖 牛顿环牛顿环物理学物理学第五版第五版21油膜边缘油膜边缘0, 00dkhrRodnm250, 11dknm500,22dknm750, 33dknm1000, 44dk由于由于 故故可观察到可观察到四条明纹四条明纹 .nm100 .82h第第 十一章十一章 光学光

10、学11-4 11-4 劈尖劈尖 牛顿环牛顿环物理学物理学第五版第五版22rRohd222)(dhRrR)(22dhRr)(22dhrR讨论讨论油滴展开时，条纹间油滴展开时，条纹间距变大，条纹数减少距变大，条纹数减少第第 十一章十一章 光学光学11-4 11-4 劈尖劈尖 牛顿环牛顿环物理学物理学第五版第五版23 ( (1) )干涉条纹为光程差相同的点的轨迹，干涉条纹为光程差相同的点的轨迹，即厚度相等的点的轨迹即厚度相等的点的轨迹.1knd2d第第 十一章十一章 光学光学11-4 11-4 劈尖劈尖 牛顿环牛顿环物理学物理学第五版第五版24( (2) )厚度线性增长条纹等间距，厚度非线厚度线性增长条纹等间距，厚度非线性增长条纹不等间距性增长条纹不等间距.,n ( (3) )条纹的动态变化分析（条纹的动态变化分析（ 变化时）变化时） 第第 十一章十一章 光学光学11-4 11-4 劈尖劈尖 牛顿环牛顿环物理学物理学第五版第五版252n3n321nnn1nnn( (4) )半波损失需具体问题具体分析半波损失需具体问题具体分析.第第 十一章十一章 光学光学物理学物理学第五版第五版2