光學(xué)(干涉)(下)總結(jié)課件

§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則等厚條紋d等厚條紋明暗條件：id棱邊2一、原理兩相鄰明條紋(或暗條紋)對(duì)應(yīng)的厚度差滿(mǎn)足條件：兩相鄰明條紋(或暗條紋)的間距：（明紋）（暗紋）故棱邊處為暗紋。3討論dkΔddk+1θ(1)空氣劈尖愈厚處，條紋級(jí)別

愈高。(4)

動(dòng)態(tài)反應(yīng)：θ

↑

λ↓,

條紋變密并向棱邊處壓縮。反之，θ↓λ↑。d

↑(連續(xù)增厚)條紋向薄膜厚度較小的方向移動(dòng)。(3)由公式看出，θ

越小,

λ越大,條紋愈清晰。4(2)是否有半波損要視情況而定例1

一玻璃劈尖，夾角α=1.5×10-3（rad），末端厚度e

=0.05mm，折射率為1.50，今用波長(zhǎng)為530nm的單色平行光垂直照射到劈尖的上表面。求：劈尖表面干涉明條紋的數(shù)目；干涉條紋的間距。解：（1）（2）5二、應(yīng)用(1)可測(cè)量小角度θ、微位移x、微小直徑D、波長(zhǎng)λ等測(cè)薄膜厚空氣6例2

為了測(cè)量一根細(xì)的金屬絲直徑D，按圖辦法形成空氣劈尖，用單色光照射形成等厚干涉條紋，用讀數(shù)顯微鏡測(cè)出干涉明條紋的間距，就可以算出

D

。已知 單色光波長(zhǎng)為

589.3 nm

，測(cè)量結(jié)果是：金屬絲與劈尖頂點(diǎn)距離L=28.880

mm，第1條明條紋到第31條明條紋的距離為4.295mm求

金屬絲直徑

D解：D條紋間距直徑7干涉膨脹儀例3.

如何判斷兩個(gè)直徑相差很小的滾珠的大??？（測(cè)量工具：兩塊平板玻璃）在靠近“1”那端輕輕壓一下若發(fā)現(xiàn)等厚條紋間隔變密說(shuō)明θ↑：1

珠小若發(fā)現(xiàn)等厚條紋間隔變寬說(shuō)明θ↓：1

珠大8(2)可檢測(cè)工件的平整度。例4

利用劈尖干涉測(cè)量精密工件的微小缺陷。在工件表面放一平板玻璃,

構(gòu)成空氣劈尖。用單色光照射后，玻璃面上的干涉條紋如圖，請(qǐng)根據(jù)條紋彎曲方向說(shuō)明工件表面缺陷是凹還是凸。等厚條紋待測(cè)工件平晶因?yàn)槭堑群窀缮?

所以空氣層厚度相等的點(diǎn)構(gòu)成一條干涉條紋。在干涉條紋上取2點(diǎn)，A和B，因?yàn)樵谕桓缮鏃l紋上，所以A和B下放空氣層等厚。但是，B在A左邊，若無(wú)缺陷，B下方的厚

度應(yīng)該比A小?，F(xiàn)在厚度相等了，說(shuō)明B

點(diǎn)下方有凹陷。所以是凹槽。baAB9解：已知求

。10*

d=0

處不一定是暗紋20

復(fù)色光入射得彩色條紋注意：10以上討論的是空氣隙劈尖，若是其它情況，相應(yīng)公式另寫(xiě)。**

Δd

=

λ?

2n*n11§6

牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)裝置:牛頓環(huán)干涉圖樣顯微鏡TLSM半透半反鏡由一塊平板玻璃和一平凸透鏡組成12一、原理光程差明紋暗紋13Rrd明環(huán)半徑：暗環(huán)半徑討論(1)若接觸良好，中央為暗紋——半波損失140 12

345…….(2)愈往邊緣，條紋級(jí)別愈高。(3)

愈往邊緣，條紋愈密。可以證明相鄰兩環(huán)的間隔為：透射光與反射光互補(bǔ)。動(dòng)態(tài)反應(yīng)：連續(xù)增加薄膜的厚度,視場(chǎng)中條紋縮入,

反之，冒出。復(fù)色光入射，呈彩色圓環(huán)。15二、應(yīng)用已知λ,測(cè)m、rk+m、rk，可得R。已知R，測(cè)出m、rk+m、rk，可測(cè)得波長(zhǎng)λ。檢測(cè)透鏡的曲率半徑誤差及其表面平整度。例1

如圖所示，在平面玻璃片G上一油滴展開(kāi)成圓形油膜，在波長(zhǎng)

λ

=

600nm的單色光垂直入射下，從反射光中可觀察到油膜所形成的干涉條紋。問(wèn)：若油膜中心的最高點(diǎn)與玻璃片的上表面相距h

=

800nm，干涉條紋如何分布？可看到幾條明紋？明紋所在處的油膜厚度為多少?已知玻璃的折射率為n1

=

1.50，油膜的折射率

n2

=1.20。LS16LS解：條紋為同心圓。明紋油膜邊緣由于

h=

800nm，故可觀察到四條明紋。17模具例2.（1）如何判斷鏡頭太平或太凸？輕壓一下鏡頭，條紋會(huì)移動(dòng)變薄，條紋內(nèi)縮，則鏡頭太平(圖b)。變薄，條紋外冒，則鏡頭太凸(圖c)。18（2）圖b、波長(zhǎng)λ，求空氣隙最大厚度數(shù)得中心點(diǎn)為：k=3

級(jí)暗紋例3.

牛頓環(huán)如圖示情況,明暗條紋如何分布?19總結(jié)(1)等厚干涉條紋為光程差相同的點(diǎn)的軌跡，即厚度相等的點(diǎn)的軌跡。(2)厚度線(xiàn)性增長(zhǎng)條紋等間距，厚度非線(xiàn)性增長(zhǎng)條紋不等間距。

(3)注意條紋的動(dòng)態(tài)變化分析。(4)半波損失需具體問(wèn)題具體分析。20單色光源反射鏡與成角補(bǔ)償板分光板一、光路及結(jié)構(gòu)反射鏡移動(dòng)導(dǎo)軌§7

邁克耳孫干涉儀21反射鏡反射鏡單色光源光程差的像22當(dāng) 不垂直于時(shí)，可形成劈尖型等厚干涉條紋.反射鏡反射鏡單色光源23干涉條紋移動(dòng)數(shù)目二、邁克爾孫干涉儀的主要特性(1)兩相干光束完全分開(kāi)；

(2)兩光束的光程差可調(diào).移動(dòng)距離移動(dòng)反射鏡24干涉條紋的移動(dòng)與當(dāng) 之間距離變大時(shí)，圓形干涉條紋從中心一個(gè)個(gè)長(zhǎng)出，并向外擴(kuò)張，干涉條紋變密；距離變小時(shí)，圓形干涉條紋一個(gè)個(gè)向中心縮進(jìn), 干涉條紋變稀。25插入介質(zhì)片光程差光程差變化光程差26干涉條紋移動(dòng)數(shù)目介質(zhì)片厚度27例

在邁克耳孫干涉儀的兩臂中，分別插入 長(zhǎng)的玻璃管，其中一個(gè)抽成真空，另一個(gè)則儲(chǔ)有壓