第十一章 【薄膜、劈尖、牛顿环】习题课.ppt

1、相干光,分波阵面法,分振幅法,（杨氏双缝干涉）,薄膜干涉,劈尖干涉,牛顿环干涉,一.薄膜干涉,加强,减弱,减弱,二、劈尖干涉,劈棱处出现明纹还是暗纹？,减弱,劈棱处出现明纹还是暗纹？,3.测微小物体的厚度,1.相邻明（暗）纹间的厚度差,三、牛顿环干涉,明环半径,暗环半径,空气,若平凸透镜与平玻璃之间充满折射率 介质：,1. 真空中波长为的平行单色光垂直照射到薄膜上，经上下两表面反射的两束光发生干涉，若薄膜的厚度为 e，并且 n1n3, 则两束反射光在相遇点的相位差为多少？,如何验证对错？,3.一束波长为=600nm 的平行单色光垂直入射到折射率为n =1.33的透明薄膜上，该薄膜是放在空气中的

2、。要使反射光得到最大限度的加强，薄膜的最小厚度是多少？,4.透镜表面通常覆盖着一层 MgF2的透明薄膜， 其折射率n=1.38（透镜的折射率大于1.38）。为使氦氖激光器发出的波长为 632.8nm 的激光毫不反射地透过，求薄膜厚度满足的关系及最小厚度。（设光线垂直入射）,最薄的膜厚取 k=0，则,5.在半导体元件生产中为了测定硅片上 薄膜的厚度，将该膜的一端腐蚀成劈形。已知 折射率为 1.46，用波长为 589.3nm 的平行光垂直照射后，观察到 劈尖上出现了9条暗纹，并且第9条暗纹在劈尖斜坡的上端点B, Si 折射率为 3.42 ,求 薄膜的厚度。,B 处第 9 条暗纹对应上式,解：,思考

3、：若 AB 段共有 9 条明纹，且 B 处恰好是一条明纹，求薄膜厚度。,6.两平板玻璃构成一空气劈尖，长L=4cm，一端夹住一金属丝。以波长为 =589.0 nm 的钠光垂直入射。 （1）若观察到相邻明（或暗）纹间距离l =0.1mm，求 金属丝的直径 d =？,解：（1）,6.两平板玻璃构成一空气劈尖，长L=4cm，一端夹住一金属丝。以波长为 =589.0 nm 的钠光垂直入射。 （2）将金属丝通电，受热膨胀，直径增大。在此过程中，从 玻璃片上方离劈棱距离为 L/2 的固定观察点上发现干涉 条纹向左移动 2 条，问金属丝的直径膨胀了多少？,解：（2)在劈尖中部干涉条纹向左移两个条纹， 说明在

4、该处厚度增加:,7、 如图a所示，一光学平板玻璃A与待测工件B之间形成空气 劈尖，用波长l500 nm 的单色光垂直照射看到的反射光的 干涉条纹如图b所示有些条纹弯曲部分的顶点恰好与其右边条 纹的直线部分的连线相切则工件的上表面缺陷是 (A) 不平处为凸起纹，最大高度为500 nm (B) 不平处为凸起纹，最大高度为250 nm (C) 不平处为凹槽，最大深度为500 nm (D) 不平处为凹槽，最大深度为250 nm,B,空气劈尖：,8、用劈尖干涉法可检测工件表面缺陷，当波长为l的单色 平行光垂直入射时，若观察到的干涉条纹如图所示， 每一条纹弯曲部分的顶点恰好与其左边条纹的直线部分的 连线相

5、切，则工件表面与条纹弯曲处对应的部分 凸起，且高度为l / 4 凸起，且高度为l / 2 凹陷，且深度为l / 2 凹陷，且深度为l / 4,C,空气劈尖：,思考：折射率为n的介质劈尖呢？,9、 两块平玻璃构成空气劈尖，左边为棱边，用单色平行 光垂直入射若上面的平玻璃慢慢地向上平移，则干涉条纹 (A) 向棱边方向平移，条纹间隔变小 (B) 向棱边方向平移，条纹间隔变大 (C) 向棱边方向平移，条纹间隔不变 (D) 向远离棱边的方向平移，条纹间隔不变 (E) 向远离棱边的方向平移，条纹间隔变小,C,见动画,10、 两块平玻璃构成空气劈尖，左边为棱边，用单色平 行光垂直入射若上面的平玻璃以棱边为轴

6、，沿逆时针 方向作微小转动，则干涉条纹的 (A) 间隔变小，并向棱边方向平移 (B) 间隔变大，并向远离棱边方向平移 (C) 间隔不变，向棱边方向平移 (D) 间隔变小，并向远离棱边方向平移,A,见动画,改变劈尖角后，相邻明条纹间距：,劈尖角改变量：,11.用波长l =600nm的光垂直照射由两块平玻璃板构成的空气劈尖。劈尖角 =2.010-4 rad.改变劈尖角,发现相邻两明条纹间距缩小了 l =1.0mm,求劈尖角改变量 .,解：原相邻明条纹间距：,12、在图示三种透明材料构 成的牛顿环装置中，用单色 光垂直照射，在反射光中看 到干涉条纹，则在接触点P处 形成的圆斑为 全明 全暗 右半部明，左半部暗 右半部暗，左半部明,D,右边：,左边：,图中数字为各处的折射率,暗纹,明纹,l,13、 如图，用单色光垂直照射在观察牛顿环的装置上当 平凸透镜垂直向上缓慢平移而远离平面玻璃时，可以观察 到这些环状干涉条纹 (A) 向右平移 (B) 向中心收缩 (C) 向外扩张 (D) 静止不动 (E) 向左平移,B,见动画,空气,14、 把一平凸透镜放在平玻璃上，构成牛顿环装置当平凸 透镜慢慢地向下平移时，由反射光形成的牛顿环 (A) 向中心收缩，条纹间隔变小 (B) 向中心