光学(干涉)(下)总结课件

§5

劈尖（劈形膜）干涉dkdk+1MS劈尖角1若光垂直或近乎垂直入射：i~0则等厚条纹d等厚条纹明暗条件：id棱边2一、原理两相邻明条纹(或暗条纹)对应的厚度差满足条件：两相邻明条纹(或暗条纹)的间距：（明纹）（暗纹）故棱边处为暗纹。3讨论dkΔddk+1θ(1)空气劈尖愈厚处，条纹级别

愈高。(4)

动态反应：θ

↑

λ↓,

条纹变密并向棱边处压缩。反之，θ↓λ↑。d

↑(连续增厚)条纹向薄膜厚度较小的方向移动。(3)由公式看出，θ

越小,

λ越大,条纹愈清晰。4(2)是否有半波损要视情况而定例1

一玻璃劈尖，夹角α=1.5×10-3（rad），末端厚度e

=0.05mm，折射率为1.50，今用波长为530nm的单色平行光垂直照射到劈尖的上表面。求：劈尖表面干涉明条纹的数目；干涉条纹的间距。解：（1）（2）5二、应用(1)可测量小角度θ、微位移x、微小直径D、波长λ等测薄膜厚空气6例2

为了测量一根细的金属丝直径D，按图办法形成空气劈尖，用单色光照射形成等厚干涉条纹，用读数显微镜测出干涉明条纹的间距，就可以算出

D

。已知 单色光波长为

589.3 nm

，测量结果是：金属丝与劈尖顶点距离L=28.880

mm，第1条明条纹到第31条明条纹的距离为4.295mm求

金属丝直径

D解：D条纹间距直径7干涉膨胀仪例3.

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）在靠近“1”那端轻轻压一下若发现等厚条纹间隔变密说明θ↑：1

珠小若发现等厚条纹间隔变宽说明θ↓：1

珠大8(2)可检测工件的平整度。例4

利用劈尖干涉测量精密工件的微小缺陷。在工件表面放一平板玻璃,

构成空气劈尖。用单色光照射后，玻璃面上的干涉条纹如图，请根据条纹弯曲方向说明工件表面缺陷是凹还是凸。等厚条纹待测工件平晶因为是等厚干涉,

所以空气层厚度相等的点构成一条干涉条纹。在干涉条纹上取2点，A和B，因为在同一干涉条纹上，所以A和B下放空气层等厚。但是，B在A左边，若无缺陷，B下方的厚

度应该比A小。现在厚度相等了，说明B

点下方有凹陷。所以是凹槽。baAB9解：已知求

。10*

d=0

处不一定是暗纹20

复色光入射得彩色条纹注意：10以上讨论的是空气隙劈尖，若是其它情况，相应公式另写。**

Δd

=

λ⁄

2n*n11§6

牛顿环实验装置:牛顿环干涉图样显微镜TLSM半透半反镜由一块平板玻璃和一平凸透镜组成12一、原理光程差明纹暗纹13Rrd明环半径：暗环半径讨论(1)若接触良好，中央为暗纹——半波损失140 12

345…….(2)愈往边缘，条纹级别愈高。(3)

愈往边缘，条纹愈密。可以证明相邻两环的间隔为：透射光与反射光互补。动态反应：连续增加薄膜的厚度,视场中条纹缩入,

反之，冒出。复色光入射，呈彩色圆环。15二、应用已知λ,测m、rk+m、rk，可得R。已知R，测出m、rk+m、rk，可测得波长λ。检测透镜的曲率半径误差及其表面平整度。例1

如图所示，在平面玻璃片G上一油滴展开成圆形油膜，在波长

λ

=

600nm的单色光垂直入射下，从反射光中可观察到油膜所形成的干涉条纹。问：若油膜中心的最高点与玻璃片的上表面相距h

=

800nm，干涉条纹如何分布？可看到几条明纹？明纹所在处的油膜厚度为多少?已知玻璃的折射率为n1

=

1.50，油膜的折射率

n2

=1.20。LS16LS解：条纹为同心圆。明纹油膜边缘由于

h=

800nm，故可观察到四条明纹。17模具例2.（1）如何判断镜头太平或太凸？轻压一下镜头，条纹会移动变薄，条纹内缩，则镜头太平(图b)。变薄，条纹外冒，则镜头太凸(图c)。18（2）图b、波长λ，求空气隙最大厚度数得中心点为：k=3

级暗纹例3.

牛顿环如图示情况,明暗条纹如何分布?19总结(1)等厚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。(2)厚度线性增长条纹等间距，厚度非线性增长条纹不等间距。

(3)注意条纹的动态变化分析。(4)半波损失需具体问题具体分析。20单色光源反射镜与成角补偿板分光板一、光路及结构反射镜移动导轨§7

迈克耳孙干涉仪21反射镜反射镜单色光源光程差的像22当 不垂直于时，可形成劈尖型等厚干涉条纹.反射镜反射镜单色光源23干涉条纹移动数目二、迈克尔孙干涉仪的主要特性(1)两相干光束完全分开；

(2)两光束的光程差可调.移动距离移动反射镜24干涉条纹的移动与当 之间距离变大时，圆形干涉条纹从中心一个个长出，并向外扩张，干涉条纹变密；距离变小时，圆形干涉条纹一个个向中心缩进, 干涉条纹变稀。25插入介质片光程差光程差变化光程差26干涉条纹移动数目介质片厚度27例

在迈克耳孙干涉仪的两臂中，分别插入 长的玻璃管，其中一个抽成真空，另一个则储有压