文档介绍：等厚干涉及其应用---------- 牛顿环、劈尖一、概念理解利用透明薄膜上下表面对入射光的依次反射,入射光的振幅将分解成有一定光程差的几部分。若两束反射光在相遇时的光程差取决于产生反射光的薄膜厚度, 则同一干涉条纹所对应的薄膜厚度相同。这就是所谓的等厚干涉。二、厚干涉的应用 1 、牛顿环:牛顿为了研究薄膜颜色,曾经用凸透镜放在平面玻璃上的方法做实验。他仔细观察了白光在空气薄层上干涉时所产生的彩色条纹, 从而首次认识了颜色和空气层厚度之间的关系。 1675 年,他在给皇家学会的论文里记述了这个被后人称为牛顿环的实验,但是牛顿在用光是微粒流的理论解释牛顿环时却遇到困难。 19 世纪初,托马斯. 杨用光的干涉原理解释了牛顿环。 2 、劈尖:取两片结净的显微镜载波片叠在一起,两片的一端捏紧,另一端夹入一薄片,这样就构成一个劈形空气薄膜, 由于这是距两玻片交棱等距离处的空气层厚度时相等的, 所以显示出来的干涉条纹时平行与棱得直条纹。在光学仪器厂,常用标准面与待侧面之间产生的干涉条纹检查加工平面度。三、理论知识光程:折射率与路程的乘积, nr??分振幅干涉: 波面的个不同部分作为发射次波的光源, 次波本身分成两部分, 做不同的光程, 重新叠加并发生干涉。等厚干涉公式推导: (如图所示) 次波分成两部分, 一部分直接反射从 A 点经过透镜到达 S, 另一部分透射到 B点, 再反射到C 点经过透镜待到达 S。两部分光的程差为: ???? 2 12???????CAn BC AB n 因薄膜很薄,两平面的夹角很小, AB 和 BC 近似的相等 BC i h AB ?? 2 cos 而2 2 22222111 cos sin 2 sin 2 sini ihnin htgi i AC nCAn?????? 22 22 cos / cos 12iihn?? 2 221 222 222 2222 sin sin cosinninnin????(1 22 1 sin sin i in n?)?? 2 cos cos 122 2 2 222??????i ihnhn2 cos 22 cos 22 cos cos 2 2222 2 22??????????ihihni ihn2 sin 2 1 221 22????innh 在实验中采用的是正入射的方式,即入射光和反射光处处都于薄膜垂直,这时 0 1?i , 因此 2 2 2????hn 对于空气薄膜 1 2?n2 2 ????h (1 )对于牛顿环,由光路分析可知,与第 K 级条纹对应的两束相干光的光程差为 2 2 ???? kke (2 )对于劈尖为 2 2 ???? ne 四、核心仪器介绍读数显微镜是将测微螺旋和显微镜组合起来做精确测量长度用的仪器(如图所示)。五、操作要领(一)牛顿环 1 、外观:借租室内的灯光,用眼睛观察牛顿环,看到一亮点位于镜框的中心,周围的干涉条纹呈圆环形。若亮点不再镜筐中心,轻微旋动金属镜框上的调节螺丝,使环心面积最小, 并稳定在镜框中心(切记拧紧螺丝,以免干涉条纹变形,导致测量失准或光学玻璃破裂)。 2 、对光:打开钠光灯源,稍等几分钟,然后把牛顿环放在显微镜筒正下方的载物台上。调节镜筒的立柱, 使镜筒有适当的高度。镜筒下 0 45 反射玻璃片对准光