干涉的分类和薄膜干涉的分类

1、.实十 牛环量面曲半一干的类薄干的类干 :满足一定条件的两列相干光波相遇叠加，在叠加区域某些的光振动始终加强， 某些点的光振动始终减弱，即在预区域内振动强度有稳定的空间分干的类1、 相长干预 两波重叠时，合成波的振幅大于分波的振幅者，称为相长干预或建立性干预。假设两波刚好同相干预大的振幅相长干预或完全建立性干 2、消干预destructive 两波重叠时，合成波的振幅小于分波的振幅者，称为相消干预或破坏性干预。假设两波刚好反相干预，会产生 小的振幅，称为完全相消干预或完全破坏性干预 fully destructive interference薄干的类:等倾干预和等厚干预是薄膜干预两种典型形式等

2、倾干预 由薄膜上、下外表反(或折)光束相遇而产生的干预薄膜通常由厚度很小的 透明介质形成泡膜、水上的油膜玻璃间所夹的空气膜、照相机镜头上所镀 的介质膜等拟简单的薄膜干预有两种等厚干预是由平行光入射到厚度变 化均匀射率均匀的薄膜上而形成的干预条纹度一样的地方形成同条干 预条纹，故称等厚干预环和楔形平板干预都属等厚干预另一种称做等倾干预 同倾角的光入射到折射率均匀平行的薄膜上时一倾角的光经上外表反 射()遇形成同一条干预条纹，不同的干预明纹或纹对应不同的倾角，这种干预 称做等倾干预等倾干预一般采扩展光源，并通过透镜观察等干两块干净的玻璃片紧紧压叠，两玻璃片间的空气层就形成空气薄用水银灯 或纳灯作为

3、光源，就可以观察到膜干预现象如果玻璃内外表不很平，所夹空气层厚度 不均匀，观察到的将是一些不规么的等厚干预条纹，通常是一些不规那么的同心环假 设用很平的玻璃(如显微镜的承物会出现一些平行条纹手指用力压紧玻璃片时， 空气膜厚度变化，条纹也随之改根据这个道理，可以测定平面的平直度测定的精度 很高，甚至几分之一波长那么小隆起或下陷都可以从条纹的弯曲上检测出来假设使两 个很平的玻璃板间有一个很小的度，就构成一个楔形空气薄膜，用波长的单色光入射产 生的干预条纹，可用来测很小的度二等干的点明暗相间的同心圆环；级次中心、边缘高；中心疏，边缘密的同心圆三牛环历. . 胡克 Hooke他的著作中就描述了薄云母片

4、、肥皂泡、吹制玻璃和两 块压在一起的平板玻璃所产生的 未深入探讨， 然而牛顿却精细周密地研究了这 种由两玻璃元件间不同厚度的空层产生的彩色圆 展了精细测 了环的直径 与透镜曲率半径间的关 因而后人都称之为牛顿环 在其著?中, 曾描述 了他的实验装置： “ 个物 个是 英长的望远镜上的平凸透 个是约 50 尺望远镜用的大双凸透 把前一个透镜的平面朝下放后一透镜 我慢慢地压拢 它们 使得各种颜色相继地从环的间涌现 然后慢慢地拿上面的透 使得各种 颜色相继消 望远镜都相当 透镜的曲率半径相当 察到的圆环的直径 当然也相当大 当时的望远镜为什么做得这样长呢？ 是因为单透镜所成的像有显的 色差 使像周围

5、伴随出现彩色花纹 同时球差也很显 使得光线不能在一个准确位置会 聚， 当时只能用增大透镜曲率半径的方法加以改这无疑会使透镜焦距增 因而制成长的望远镜， 时天文家开场建造 英 30 望远 巴黎观测站甚至考虑建造一千英尺长的望远镜使用这 样的透镜就是很自然的事了后牛顿研制成功反射望远镜牛顿不但数出并测量了这些环 的直径 发现了各级暗环直径平方比成 样的算术级数排列， 棱镜 分光得到单色 看到单色光下的圆环具有单一颜色的亮暗分布。牛顿对这一现象做了大 量研究 进展了准确测 测量误差至小于百分之一英寸 但由于过分 偏爱他的微粒 因而他始终无法正确解释这个实验现四5-10 种测波的方法 双缝干预测波长实

6、验原理 过缝干预仪上的单缝和双缝后，得到振动情况完全一样的光，它在 双缝后面的空间互相叠加会发生预现象色光照射上会得到明暗相间的条 纹；如果用白光射，可在屏上观到彩色条纹。 实验要测单色光波长，单色光通过 双缝干预后产生明暗一样的等间直条纹距与相干光源的波长有关 d 双缝到屏的距离为 L干光源的波长为，么产生干预图样中相邻两条亮或暗条纹 之间的距离 eq oac(,x) eq oac(, )，由此得；x /d，因此只要测得 d,L, 可测得长。相干光源的产 生用“分为二的方用单缝取单色，再通过双缝，单色光由滤光片获得。 测量 可用测量头完成，测量头由目镜划板，手轮等构成，通过测量头可清晰看到干

7、预条纹，分 划板上中间有刻线，以此为标准并根据手轮的读数可求得 eq oac(,x) eq oac(, )，由于 eq oac(,x) eq oac(, )小，可测出 条亮或暗条纹的间距 a，那么相邻两条闻之的距 。：实验图. .由此可以看出：只要测出任意级的某一条光谱线的衍射角，即可计算出该光波长。 3双缝测量光的波长双缝干预的两个相邻亮暗条的距离 eq oac(,x) eq oac(, )与波长、双缝的间距 d 到屏的距离 L满足3波法测量微波波长微波喇叭既能接收微波时它也会反射微波此发器发射的微波在发射喇叭 和接收喇叭之间来回反射，振幅渐减小。当发射源距接收检波点之间的距离等 n 为波长

8、的微波与最初发射的波同相，此时信号振幅最大，电流 表读数最大。 2上式中的 表示发射器不动时接收器移动的距离 为现接收到信号幅度最大值的 次数。4射光栅测波长光栅是根据多缝衍射原理制成的种分光元件，它能产生谱线间距离较宽的匀排光谱。 所得光谱线的亮度比棱镜分光时小一些，但光栅的分辨本领比棱镜大。光栅不仅适用于可见光，还能用红外和紫外光波，常用于光谱仪上。光栅在构造上有平面光栅光栅和凹面光栅等几种又分为透射式和反射式两 . .类。本实验选用透射式平面刻痕栅或全息光栅。透射式平面刻痕光栅是在光学玻片上刻划大量互相平行相等的刻痕制成 的。当光照射在光栅面上时，刻处由于散射不易透光，光线只能在刻痕间的

9、狭缝中通过。 因此，光栅实际上是一排密集均而又平行的狭缝。假设以单色平行光垂直照射在光面上狭缝的光线因衍射将向各个方向传 播镜会聚后相互干预透镜焦平面上形成一系列被相当宽的暗区隔开的间距不同 的明条纹。按照光栅衍射理论，衍射光谱中条纹的位置由下式决定：( ) sin 或： sin 0.1.2式中d=( a )称为光栅常数，为入射光波长 纹光谱线级数， K级明条纹的衍射角 如果入射光不是单色光，那么由1.3可以看出，光的波长不同其衍射角 k 各不一样，于是复色光将被分解而在中央 ，k=0 处各色光仍重叠在一起，组成中 央明条纹，在中央明条纹两侧对分布 k谱，各级光谱线都按波长大小的顺 序依次排列

10、成一组彩色谱线，这就把复色光分解为单色光如 1.3如果光栅常数 ，用分光计测出 k 光谱中某一明条纹的衍射角k，按1.31即可算出 该明条纹所应的单色光的波长5利用光的干预现象进展光波波长测量，首先要得到干预图样。两个独立光源发出的 光不可能产生干预图样点光源发出的光用分波前法或分振幅法将其分成两束 位相差恒定的相干光交迭区域才可得到稳定的干预图样双棱镜是分波前的一. Bl d l d K k Bl d l d K k l .种装置。图 图 如图 被照亮的狭缝 射出的光波经双棱镜 后，其波前便分割为两局部，各自向不同方向传播把它们等价地看成是由两个符合相干条件的虚光源S和所发出的柱面波。假设在

11、两光波叠加域中任意位置放观察屏，即可看到明暗相间的干预条纹， 条纹的取向与狭缝平行纹的空间分布与波长的定量关系波的波长。图 S、是双棱镜所产生的两相干虚光源其间距为 。屏幕到 平面的距离为 。设S和到屏上任一点PK的光程差为 eq oac(,，)PK与 的距离为xK，当 xK 可得到l当 长的偶数倍时，即满足以下条件2， ，1可得到明条纹，由和2式可得第 级明纹的位置Kx l由3可得到相邻条纹的间距与波长的关系 d l于是，光波波长ld对暗条纹也可得到同样结果本实验利用光的干预现象求光波波长所依据的公式。实验中测出条纹间距 ，虚光源间距 虚光源到屏的距离 ，代入式，. E E .即可得到光波波

12、长 。这种波长的绝对测量方法的相对误在 6克尔逊干预仪测定氦氖激光或钠光的波长632.8nm1、氦氖激光器的谱线校正干预仪的刻度尺。将氦氖激光器置于图一 置发散透镜于其前方干预仪使M , M两镜面距板大致等距。再以一细针置于光与板之间，那么在 屏幕上可看到细针的两个清晰像。调节M与M的方位，之两像很好的重合，这M2与M就近乎平行，即可出现干预条纹。但有时还需微调M和M，使两细针的像相对上下左右略移动而使其更好地重合。干预仪调好后即可见到一系列同圆形的干预条纹预条纹的圆心成在屏幕的中心动测微旋钮使标准线在刻度尺上某一起始位置转动微调鼓轮刻度尺上的标线向数值增大的方向动。同时观察屏幕上的中心圆环是

13、否有变化益出或陷入变化时，记下该刻度尺的读数，而后继续缓慢转动微调鼓轮，同时屏幕上的圆环变化的数目 了 个尺相应的读数此往下出刻度尺的一段读数。由 632.8 )式计算得到对应的 值。自己设计一个表格，记录刻度尺读数及计算得到的对应的 值，并记录刻度尺的误 差。2、克尔逊干预仪测定氦氖激光或钠光的波长。当M与M2相互平行时，所得干预条纹为等干预，干预条纹的形状决定于具有一样入射角的光分布的轨迹。. i k kk .i k kk .图三如图三所示点光源 M和M2反射后所产生的干预现象于沿轴向分布的两个点光源和所产生的非定位干预，当观察屏直于轴放置时，屏上亦呈现同心的圆条纹。干预条纹的位置取决于程差，只要光程差有 微的变化，就可明显地看出条纹的移动。自M和M2反射的两光波光程差应为： i其中 射光 面镜M上的入射角。假设光束 1 和 2 光板镀膜面上反射时无位相突变，那么对于第 纹有： d cos i k当M和M2的间距 逐渐增大时干预条纹 级以减少其cos ik的值来满足 d cos i ki，故该干预条纹向 变大cos ik变小的方向移动，即向外扩