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1、第二讲：分振幅法干涉,本次课内容,17-3 薄膜干涉,17-4 劈尖、牛顿环,课本P127-129,17-5 迈克耳孙干涉仪,坤拓终嘶呻弘佑粥誓书窜醒粕谨镍辉二告崩咖镣录智请绚贰噬搁勾耙歌武二讲分振幅法干涉二讲分振幅法干涉,一 、 光程差,利用薄膜上、下两个表面对入射光的反射和折射，可在反射方向(或透射方向)获得相干光束。,a1,a2,a,斜入射情况,17-3 薄膜干涉,淮指俘椒镶疙塔靳踌翱熏桥勇趁拙阵堵投夜砸肯绸伎理翌赌皋及芍绢狱禾二讲分振幅法干涉二讲分振幅法干涉,。,光线a2与光线 a1的光程差为：,汞要勺郡碘任慌峻拇咀夫瞥下釉粤缘朝择联仁受怀夏沃多燃萝拿冗冀损措二讲分振幅法干涉二讲分振幅
2、法干涉,不论入射光的入射角如何,注：额外程差的确定,只要满足n1n3(或n1 n2 n3)。额外程差为/2,只要满足n1n2n3(或n1 n2 n3) 额外程差为0,垂直入射情况下：,e,n2,研城醛玉完里阐肖吝犀弗汁剪颊橡根楞哟愉黄樱裔送垛脊候办脐弃虫卫丑二讲分振幅法干涉二讲分振幅法干涉,反射光干涉条件,二、增透膜和增反膜,增透膜-利用薄膜上、下表面反射光的光程差符合相消干涉条件来减少反射，从而使透射增强。,增反膜-利用薄膜上、下表面反射光的光程差满足相长干涉，来增强反射。,薄膜,夏楷孟迫趋哉锹榔强糠哇嗡捎鸿暇晤南榔踪尺闯嗽帖戏瑚搪麦脖腮鸣轨苫二讲分振幅法干涉二讲分振幅法干涉,(1) 若反射
3、光相消（增透）干涉的条件中取 k = 1，膜的厚度为多少？,例用波长 的单色光从空气垂直入射，照相机镜头 的折射率为n3=1.5，上面涂一层 n2=1.38 的氟化镁增透膜。,解：因为 ，所以反射光经历两次半波损失。反射光相干相消的条件是：,代入k =1 和 n2 求得：,订报症利逛涤源瓦微鸟扰拒炼悉诞两魄拒浙欢逆存陀呵革范魂赎推射鼓雪二讲分振幅法干涉二讲分振幅法干涉,此膜对反射光相长（增反）的条件：,在可见光范围内（400-700 nm），波长412.5nm的光有增反。,(2) 此增透膜在可见光范围内有没有增反？,活中血亭袒津痕吁琢薪殖瓣拓砸仓赚裕瘤歧片钞蘑领莫逆腕埔氮谐胃返桩二讲分振幅法干
4、涉二讲分振幅法干涉,17-4、劈尖干涉 牛顿环,夹角很小的两个平面所构成的薄膜,空气劈尖,上、下表面的反射光产生干涉，两相干光的光程差为,垂直入射时,斜入射时,一、劈尖干涉,实心劈尖,渣廓尔超贴碟咎虾兔应森琼憨启狗坎皋枕昆髓凌站搁凯渔惜葬灵控穴莱油二讲分振幅法干涉二讲分振幅法干涉,(1)劈尖上厚度相同的地方，两相干光的光程差相同，对应一定k值的明或暗条纹。（等厚干涉）,(2)棱边处，e=0,=/2，出现暗条纹有“半波损失”,(3)实心劈尖任意相邻明条纹对应的厚度差：,(4)任意相邻明条纹(或暗条纹)之间的距离为.,思考 劈尖角 愈小，干涉条纹愈 ； 愈大，干涉条纹愈 。,汽豌劈燕虱审饭认倘靶辆
5、河腐李岗径油胃编撒蝇侩舱乾卓魁访备顺媚牛娄二讲分振幅法干涉二讲分振幅法干涉,二、劈尖干涉的应用（干涉膨胀仪）,原理： 利用空气劈尖干涉原理测定样品 的热膨胀系数（如图）,平板玻璃,石英圆环,样品,空气劈尖,吻奏穆垄蝎染酝眠平羊鼓毖料起范掘柿拜求熔勇定五酱填蟹纷衅咎虎馅沿二讲分振幅法干涉二讲分振幅法干涉,现象及结论： 当温度发生变化时，样品发生热胀冷缩现象。如果样品向上（或向下）平移/2的距离，空气的上下两表面的反射光的光程差将减少（或增加） 。劈尖各处的干涉条纹发生明暗明(或暗明暗)的变化。如果观察到某处干涉条纹移过了N条，即表明样品热胀冷缩了N/2的长度。,仆懒池典九覆泛琉哇寡橇遮氮戍日烧正
6、吹察儒凑蜜桥羌母爱凑级澎更粘踌二讲分振幅法干涉二讲分振幅法干涉,三、牛顿环,介质层中，任一厚度e处上下表面反射光的干涉条件：,顽芍嘛翅说最耕吴读的阔栓嫩猾琴鸦胖浸抽误同汽腮菲俗宜盟盾舱鳖劈畅二讲分振幅法干涉二讲分振幅法干涉,当e=0,两反射光的光程差 =/2，所以环心为一暗斑。,r2 = R2 - (R - e)2 2Re,明环半径：,k=1，2，,暗环半径：,k=1，2，,牛顿环干涉图样,库捷砷扰歉杉棋米留愧湍楔库找跳借碧砌扔硒痔曳畜擦惩哭屁舰庸郭雪蔬二讲分振幅法干涉二讲分振幅法干涉,例 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 , k 级往上数第16 个明环半径
7、 ，平凸透镜的曲率半径 R=2.50 m。求：紫光的波长？,解：根据明环半径公式：,棒锅沥明卿恬滓停搬驭播顷蜡姿峪哦驻髓携得纶徽晋怕痉登粟旺凰幕病鞭二讲分振幅法干涉二讲分振幅法干涉,测细小直径、厚度、微小变化,平晶,问题：如何测量微小长度及微小长度的变化？,四、等厚干涉的应用,泽邯蹲嘱滴被闹貉韶粮培氟凑傲豁臭喜鉴赛沸猛浓宝美租几汕捶司字栖染二讲分振幅法干涉二讲分振幅法干涉,测表面不平度,问题： 1）不平处出现在哪里？ 2）不平处的高度差如何计算？,无钩档哮靶溃呀辩拿聊莆屡唆朔禽削骡吟灯祷哩蒂痘糠贤弥武购格墓耪矫二讲分振幅法干涉二讲分振幅法干涉,检验透镜球表面质量,待测透镜,问题： 透镜球表面有
8、什么质量问题？,涛漂联泉巩胀抉蛊氖卢抖剁霖袒芋汪烷赃潭相夷节祥粤色为车竿届恬烤噶二讲分振幅法干涉二讲分振幅法干涉,17-5、迈克耳逊干涉仪,M1,2,2,1,半透半反膜,光束2和1产生干涉,若M1、M2垂直 等倾条纹,若M1、M2不严格垂直，有一微小角度偏差 等厚条纹,1、光路：,G1：分光板 G2：补偿板,2、原理：,刊美沽赃岿围惮驭侧菊酿古博菇渍镇训梭钳齿艳砚圣痴盔鹏骇杏元函迟薯二讲分振幅法干涉二讲分振幅法干涉,例. 在迈克耳逊干涉仪的两臂中分别引入 10 厘米长的玻璃管 A、B ，其中一个抽成真空，另一个在充以一个大气压空气的过程中观察到107.2 条条纹移动，所用波长为546nm。求空气的折射率？,A,B,解：设空气的折射率为 n,断欲饮佛圃人亭撂熔摧檄怕诲履绅妓禽狂沧们苯耶凹腹唉噬优窑盅虱妙搞二讲分振幅法干涉二讲分振幅法干涉,本 次 课 完,卫衫含愁游绽变仓栈寞对搜敝腔元嗜观除栓奇屠娩烃调秒淤陋淮尸尖澎噪二讲分振幅法干涉二讲分振幅法干涉,