高中物理知識(shí)點(diǎn):薄膜干涉

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

薄膜干涉:


光照射到薄膜上,被膜的前、后表面反射的兩列光形成相干光
①劈形薄膜厚度均勻變化時(shí),干涉條紋是與劈棱平行的明暗相間的直條紋,相鄰條紋間距相等。
②某處兩反射光相遇時(shí)的路程差為該處薄膜厚度的2倍,即
③觀察薄膜干涉時(shí)觀察者與光源應(yīng)在薄膜的同側(cè)。
④白光發(fā)生薄膜干涉時(shí)形成的是彩色條紋



干涉法檢查平整度中凹凸情況的兩種判定方法:


1.基本方法
如圖甲所示,兩板之間形成一層空氣膜,用單色光從上向下照射,入射光從空氣膜的上下表面反射出兩列光波,形成干涉條紋。如果被檢查平面是光滑的,得到的干涉圖樣必是等間距的。如果某處凹下去,則對(duì)應(yīng)亮紋(或暗紋)提前出現(xiàn),如圖乙所示;如果某處凸起來,則對(duì)應(yīng)條紋延后出現(xiàn),如圖丙所示。(注:“提前”與 “延后”不是指在時(shí)間上,而是指由左向右的位置順序上)

2.旋轉(zhuǎn)法
這是一種方便快捷地判定被檢查平面上是凸起還是凹陷的經(jīng)驗(yàn)性方法,而不是能從定理或定律推導(dǎo)得出的理論結(jié)果。具體方法是將干涉圖樣及裝置一起在紙面內(nèi)旋轉(zhuǎn)90。。旋轉(zhuǎn)方向是使裝置的劈形空氣膜劈尖向下,即裝置成“V”字形。如在圖甲中需逆時(shí)針轉(zhuǎn)過90。,此時(shí)干涉條紋成水平狀態(tài),其上條紋彎曲處的凸起與凹下情況與被檢查平面凸、凹情況一致。如在圖中,逆時(shí)針旋過90。后,乙圖中條紋凹陷,丙圖中條紋凸起,說明對(duì)應(yīng)于乙圖的被檢查平面上有凹下的地方,對(duì)應(yīng)于丙圖的有凸起處。



牛頓環(huán):


凸透鏡的彎曲表面是個(gè)球面,球面的半徑叫做這個(gè)曲面的曲率半徑。把一個(gè)凸透鏡壓在一塊平面玻璃上,讓單色光從上方射入(如圖),從上往下看凸透鏡,可以看到亮暗相問的圓環(huán)狀條紋。這個(gè)現(xiàn)象是牛頓首先發(fā)現(xiàn)的,這些環(huán)狀條紋叫做牛頓環(huán),它是由兩個(gè)玻璃表面之間的空氣膜發(fā)生的薄膜干涉造成的。

在一平玻璃板上放一曲率半徑很大的平凸透鏡,如圖所示,凸球面與平玻璃接觸并構(gòu)成尖劈形空氣薄膜。當(dāng)平行單色光垂直入射時(shí),顯示的一組等厚條紋是以接觸點(diǎn)O為圓心的同心圓環(huán),就是牛頓環(huán)。其亮、暗條紋的半徑分別為

亮條紋:
暗條紋:
式中j為干涉級(jí)數(shù),λ為波長(zhǎng),R為透鏡的曲率半徑。光從光疏介質(zhì)射到光密介質(zhì)界面發(fā)生反射時(shí)存在半波損失,故反射光所產(chǎn)生的牛頓環(huán)條紋的中心處是一暗點(diǎn)。對(duì)于透射光所產(chǎn)生的牛頓環(huán)條紋的中心是一亮點(diǎn)。牛頓環(huán)所產(chǎn)生的干涉條紋的規(guī)律是越靠近中心,條紋的級(jí)越低,條紋的寬度越寬。這一點(diǎn)可用劈尖干涉的結(jié)論來理解。如圖,靠近中心處劈尖頂角減小, 增大。

利用牛頓環(huán)可以精確檢測(cè)光學(xué)元件表面的精確度.可精密地測(cè)定壓力或長(zhǎng)度的微小變化。



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