第6讲 薄膜干涉3- 牛顿环
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检验透镜球表面质量
工件 标准件
第6讲 薄膜干涉3---牛顿环
波动光学
例题:用紫光照射,借助于低倍测量显微镜测得由中心往
外数第 k 级明环的半径 rk16 5.0 10 3 m , k 级往上数第
16 个明环半径 rk 3.0 10 3 m ,平凸透镜的曲率半径
R=2.50m。求:紫光的波长?
第6讲 薄膜干涉3---牛顿环
波动光学
第6讲 薄膜干涉3---牛顿环
一、牛顿环装置 二、光程差计算 三、牛顿环条纹特点 四、牛顿环应用
第6讲 薄膜干涉3---牛顿环
波动光学
一、牛顿环装置
S 光源
透镜
薄膜
T G 平凸透镜
平晶 O
第6讲 薄膜干涉3---牛顿环
波动光学
二、光程差计算
2e
rk 2
解:根据明环半径公式:
r2 k 16
rk2
16 R
(2k 1)R
rk
2
[2 (k 16) 1]R
rk0 10 2 )2 4.0 10 7 m
16 2.50
检测工件(透镜)表面曲率是否合格
在光学冷加工车间中,将标准件(玻璃验规)G覆盖于待 测工件L之上,两者间形成空气膜,因而出现牛顿环。 根据牛顿环的圈数决定加工工件是否合格。如果某处光 圈偏离圆形,则说明待测表面还需进一步研磨。
2 R2
kλ, k = 1,2,3, … 明纹
空气牛顿环 n
( 2k 1 ) , k 0,1,2
2
暗纹 R e
r 2 R 2 ( R e )2 2R e 2e rk 2 R
空气隙中充入某 种液体或气体
=n rk 2
R2
23 1
e
R
r
e
r
第6讲 薄膜干涉3---牛顿环
波动光学
L S
h
n2
n 1
G
L S
h
1.2 n2 1.5 n1 G
h
r
d
oR
h 8.0 10 2 nm
解 条纹为同心圆
2n2ek k 明纹 ek k / 2n2,k 1, 2, 3
油膜边缘 k 0 ,e0 0
k 1, e1 250nm k 2, e2 500nm
k 3, e3 750nm k 4, e4 1000nm
第6讲 薄膜干涉3---牛顿环
波动光学
例题:如图所示为测量油膜折射率的实验装置,在平面玻璃片 G上放一油滴,并展开成圆形油膜,在波长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。已知
玻璃的折射率为 n1 =1.5,油膜的折射率 n2 =1.2,问:当油
膜中心最高点与玻璃片的上表面相距 h 8.0 10 2 nm 时,干涉条纹是如何分布的?可看到几条明纹?明纹所在处的 油膜厚度为多少 ?
( 2k 1 )R
rk明
k 1,2,3 2
rk
rk暗 kR k 0,1, 2,3
rk 1
rk , n
条纹动态特点
第6讲 薄膜干涉3---牛顿环
波动光学
四、牛顿环的应用 rk2m rk2 mR
测透镜球面的半径R:已知, 测 m、rk+m、rk,可得R .
测波长λ:已知R,测出m 、rk+ m、rk, 可得λ.
三、条纹特点: ek 等厚干涉条纹
kλ, k = 1,2,3, … 明纹
2nek 2
( 2k 1 ) , k 0,1,2
暗纹
2
r
ek
第6讲 薄膜干涉3---牛顿环
波动光学
里疏外密集;级次向外增加
2nek
2
2ek
2
rk 2 R
=k
2
以空气(n=1)牛顿环为例,牛顿环半径:
可观察到四条明纹
工件 标准件
第6讲 薄膜干涉3---牛顿环
波动光学
例题:用紫光照射,借助于低倍测量显微镜测得由中心往
外数第 k 级明环的半径 rk16 5.0 10 3 m , k 级往上数第
16 个明环半径 rk 3.0 10 3 m ,平凸透镜的曲率半径
R=2.50m。求:紫光的波长?
第6讲 薄膜干涉3---牛顿环
波动光学
第6讲 薄膜干涉3---牛顿环
一、牛顿环装置 二、光程差计算 三、牛顿环条纹特点 四、牛顿环应用
第6讲 薄膜干涉3---牛顿环
波动光学
一、牛顿环装置
S 光源
透镜
薄膜
T G 平凸透镜
平晶 O
第6讲 薄膜干涉3---牛顿环
波动光学
二、光程差计算
2e
rk 2
解:根据明环半径公式:
r2 k 16
rk2
16 R
(2k 1)R
rk
2
[2 (k 16) 1]R
rk0 10 2 )2 4.0 10 7 m
16 2.50
检测工件(透镜)表面曲率是否合格
在光学冷加工车间中,将标准件(玻璃验规)G覆盖于待 测工件L之上,两者间形成空气膜,因而出现牛顿环。 根据牛顿环的圈数决定加工工件是否合格。如果某处光 圈偏离圆形,则说明待测表面还需进一步研磨。
2 R2
kλ, k = 1,2,3, … 明纹
空气牛顿环 n
( 2k 1 ) , k 0,1,2
2
暗纹 R e
r 2 R 2 ( R e )2 2R e 2e rk 2 R
空气隙中充入某 种液体或气体
=n rk 2
R2
23 1
e
R
r
e
r
第6讲 薄膜干涉3---牛顿环
波动光学
L S
h
n2
n 1
G
L S
h
1.2 n2 1.5 n1 G
h
r
d
oR
h 8.0 10 2 nm
解 条纹为同心圆
2n2ek k 明纹 ek k / 2n2,k 1, 2, 3
油膜边缘 k 0 ,e0 0
k 1, e1 250nm k 2, e2 500nm
k 3, e3 750nm k 4, e4 1000nm
第6讲 薄膜干涉3---牛顿环
波动光学
例题:如图所示为测量油膜折射率的实验装置,在平面玻璃片 G上放一油滴,并展开成圆形油膜,在波长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。已知
玻璃的折射率为 n1 =1.5,油膜的折射率 n2 =1.2,问:当油
膜中心最高点与玻璃片的上表面相距 h 8.0 10 2 nm 时,干涉条纹是如何分布的?可看到几条明纹?明纹所在处的 油膜厚度为多少 ?
( 2k 1 )R
rk明
k 1,2,3 2
rk
rk暗 kR k 0,1, 2,3
rk 1
rk , n
条纹动态特点
第6讲 薄膜干涉3---牛顿环
波动光学
四、牛顿环的应用 rk2m rk2 mR
测透镜球面的半径R:已知, 测 m、rk+m、rk,可得R .
测波长λ:已知R,测出m 、rk+ m、rk, 可得λ.
三、条纹特点: ek 等厚干涉条纹
kλ, k = 1,2,3, … 明纹
2nek 2
( 2k 1 ) , k 0,1,2
暗纹
2
r
ek
第6讲 薄膜干涉3---牛顿环
波动光学
里疏外密集;级次向外增加
2nek
2
2ek
2
rk 2 R
=k
2
以空气(n=1)牛顿环为例,牛顿环半径:
可观察到四条明纹