第五节分振幅干涉大学物理电子教案
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•k •（4） 在一个光路中放介质片引 起的附加光程差为
•d •n
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2020/12/11
第五节分振幅干涉大学物理电子教案
第五节分振幅干涉-大学 物理电子教案
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2020/12/11
第五节分振幅干涉大学物理电子教案
•2 干涉极大、极小条件
•3 垂直入 射
•明条纹 •暗条纹
•为薄膜的折射率
• 4 等倾干涉
• 由于相同的倾角 i 对应的条纹 的光程差相同，属同一级条纹。 这类干涉称为等倾干涉。
•条纹特点
• (1) 等倾干涉条纹为一系列同
•求 油膜的厚度
•解 •根据题意，不需考虑半波损失，暗纹的条件为
•入射光
•反射光1 •反射光2
•3. 条纹特点
•（1） 若M1、M2平行
•
等倾条纹
•（2） 若M1、M'2 • 有小夹角
•当M1和M'2不平行，且光平行入射, 此时为等厚条纹
•（3） 若M1平移 d 时，干涉条纹移过 N 条，则有
•由于角度很小 •D
•L
•例 •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 4.295 mm
•(3) 两相邻明条纹（或暗条纹） • 之间的距离都等于
•明 •暗
纹纹 中中
•l
心心
•
•e •ek+
•(4) 空气劈尖顶点处是一暗纹，证明了半波损失k 1
•5 介质劈尖 •分析时注意半波损失个数
•入射光 •反射光1 •反射光2
•6 劈尖的应用 • (1) 可测量小角度θ、微位移 x、微小直径 D、波长λ等
心圆环;内疏外密;内圆纹的级
次比外圆纹的级次高
•E
• (2) 膜厚变化时,条纹发生移动。 当薄膜厚度增大时，圆纹从中 心冒出，并向外扩张，条纹变 密
•(3) 使用面光源条纹更清楚明亮 •(4) 透射光图样与反射光图样互补
•透射光 图样ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
•反射光 图样
•例 •波长 550 nm黄绿光对人眼和照像底片最敏感。要使照像 机对此波长反射小，可在照像机镜头上镀一层氟化镁MgF2 薄膜，已知氟化镁的折射率 n=1.38 ，玻璃的折射率n=1.55
•求 垂直入射时，氟化镁薄膜的最小厚度
•解 •两条反射光干涉减弱条件 （2个半波损失）
•增透膜的最小厚度
•增反 膜
•二 . 劈 尖 干 涉•1 示意图
•2 光程差
•3 极大、极小条件
•有一个 半波损失
•显微镜
•入射光
•劈尖
•反射光1 •反射光2 •明
•暗
•4 干涉图样 (1)光程差是厚度的函数，同一厚度对应同一级条纹 (2) —— 等厚条纹 •(2) 两相邻明条纹（或暗条纹）对应的厚度差都等于
•条纹
•例 •已知牛顿环的 R = 4.5 m ，暗纹的 rk = 4.950 mm ， • rk+5 = 6.065 mm
•求 入射光的波长和级次 k •解 •由暗纹的公式
•得
•例 •一平面单色光波垂直照射在厚度均匀的薄油膜上，油膜覆 盖在玻璃板上，所用光源波长可连续变化，观察到 1 = 700nm和 2 = 500nm这两个波长的光在反射中消失。油的 折射率为1.30，玻璃的折射率为1.50
•求 金属丝直径 D
•解
•D
•由题 知
•直径
•被测量小，测量精度高
•(2) 检测表面不平整度
•① 凸、凹判别
• 由于是等厚干涉，弯 曲线上各点对应的厚度相 同，A点属于k+1级干涉条 纹，则必定是凹
•等厚条纹
•平晶
•待测工件
•a
•注意：显微镜里看到的一 般为倒像！
•②深度（高度）的计算
•l
•h
•
•k •A•k+1
•h
•半 径
•讨论
•
•(1) 测透镜球面的半径R
• 已知 , 测 m、rk+m、rk，可得R
•(2) 测波长 λ
•
已知R，测出m 、 rk+m、rk， 可得λ
•(3) 检测透镜的曲率半径误差及其表面平整度
•(4) 若接触良好,中央为暗纹——半波损失
•(5) 透射图样与反射图样互补
• 样板
•待测 •透镜
•d •n
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2020/12/11
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2020/12/11
第五节分振幅干涉大学物理电子教案
•2 干涉极大、极小条件
•3 垂直入 射
•明条纹 •暗条纹
•为薄膜的折射率
• 4 等倾干涉
• 由于相同的倾角 i 对应的条纹 的光程差相同，属同一级条纹。 这类干涉称为等倾干涉。
•条纹特点
• (1) 等倾干涉条纹为一系列同
•求 油膜的厚度
•解 •根据题意，不需考虑半波损失，暗纹的条件为
•入射光
•反射光1 •反射光2
•3. 条纹特点
•（1） 若M1、M2平行
•
等倾条纹
•（2） 若M1、M'2 • 有小夹角
•当M1和M'2不平行，且光平行入射, 此时为等厚条纹
•（3） 若M1平移 d 时，干涉条纹移过 N 条，则有
•由于角度很小 •D
•L
•例 •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 4.295 mm
•(3) 两相邻明条纹（或暗条纹） • 之间的距离都等于
•明 •暗
纹纹 中中
•l
心心
•
•e •ek+
•(4) 空气劈尖顶点处是一暗纹，证明了半波损失k 1
•5 介质劈尖 •分析时注意半波损失个数
•入射光 •反射光1 •反射光2
•6 劈尖的应用 • (1) 可测量小角度θ、微位移 x、微小直径 D、波长λ等
心圆环;内疏外密;内圆纹的级
次比外圆纹的级次高
•E
• (2) 膜厚变化时,条纹发生移动。 当薄膜厚度增大时，圆纹从中 心冒出，并向外扩张，条纹变 密
•(3) 使用面光源条纹更清楚明亮 •(4) 透射光图样与反射光图样互补
•透射光 图样ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
•反射光 图样
•例 •波长 550 nm黄绿光对人眼和照像底片最敏感。要使照像 机对此波长反射小，可在照像机镜头上镀一层氟化镁MgF2 薄膜，已知氟化镁的折射率 n=1.38 ，玻璃的折射率n=1.55
•求 垂直入射时，氟化镁薄膜的最小厚度
•解 •两条反射光干涉减弱条件 （2个半波损失）
•增透膜的最小厚度
•增反 膜
•二 . 劈 尖 干 涉•1 示意图
•2 光程差
•3 极大、极小条件
•有一个 半波损失
•显微镜
•入射光
•劈尖
•反射光1 •反射光2 •明
•暗
•4 干涉图样 (1)光程差是厚度的函数，同一厚度对应同一级条纹 (2) —— 等厚条纹 •(2) 两相邻明条纹（或暗条纹）对应的厚度差都等于
•条纹
•例 •已知牛顿环的 R = 4.5 m ，暗纹的 rk = 4.950 mm ， • rk+5 = 6.065 mm
•求 入射光的波长和级次 k •解 •由暗纹的公式
•得
•例 •一平面单色光波垂直照射在厚度均匀的薄油膜上，油膜覆 盖在玻璃板上，所用光源波长可连续变化，观察到 1 = 700nm和 2 = 500nm这两个波长的光在反射中消失。油的 折射率为1.30，玻璃的折射率为1.50
•求 金属丝直径 D
•解
•D
•由题 知
•直径
•被测量小，测量精度高
•(2) 检测表面不平整度
•① 凸、凹判别
• 由于是等厚干涉，弯 曲线上各点对应的厚度相 同，A点属于k+1级干涉条 纹，则必定是凹
•等厚条纹
•平晶
•待测工件
•a
•注意：显微镜里看到的一 般为倒像！
•②深度（高度）的计算
•l
•h
•
•k •A•k+1
•h
•半 径
•讨论
•
•(1) 测透镜球面的半径R
• 已知 , 测 m、rk+m、rk，可得R
•(2) 测波长 λ
•
已知R，测出m 、 rk+m、rk， 可得λ
•(3) 检测透镜的曲率半径误差及其表面平整度
•(4) 若接触良好,中央为暗纹——半波损失
•(5) 透射图样与反射图样互补
• 样板
•待测 •透镜