等倾干涉原理的应用
等倾干涉原理的应用
1. 什么是等倾干涉原理
等倾干涉原理是一种用于测量透明物体的光学性质的方法。它基于干涉现象，
通过观察干涉条纹的形态和间距，可以推断出被测物体的光学参数，如形状、厚度、折射率等。
2. 等倾干涉原理的基本原理
等倾干涉原理基于两束平行光束经过透明样品后的干涉现象。当两束平行光束
经过样品后，由于样品的光学性质的不同，它们会发生相位差。当相位差满足一定条件时，会形成干涉条纹。通过观察干涉条纹的形态和间距，可以推断出样品的光学参数。
3. 等倾干涉原理的应用
等倾干涉原理在许多领域都有广泛的应用。以下是几个常见的应用领域：
3.1 光学薄膜的测量
等倾干涉原理可以用于测量光学薄膜的厚度和折射率。通过观察干涉条纹的间
距和形态，可以计算出光学薄膜的厚度和折射率，从而评估薄膜的光学性质。
3.2 表面质量评估
等倾干涉原理可以用于评估光学元件的表面质量。通过观察干涉条纹的形态和
间距，可以判断元件表面的平整度和平行度，从而评估元件的表面质量。
3.3 细胞测量
等倾干涉原理可以用于细胞的测量。细胞是透明的，通过观察细胞的干涉条纹，可以推断出细胞的厚度和折射率，从而研究细胞的形态和结构。
3.4 晶体结构分析
等倾干涉原理可以用于晶体结构的分析。晶体对光的干涉现象非常丰富，通过
观察晶体干涉条纹的形态和间距，可以得到晶体的晶格参数和晶体结构信息。
4. 等倾干涉原理的优点和限制
4.1 优点
•非破坏性测量：等倾干涉原理对被测物体不会产生破坏性的影响，适用于对珍贵样品和无损检测。
•精度高：等倾干涉原理可以达到亚微米甚至纳米级的测量精度，适用于对微观结构的测量。
•快速测量：等倾干涉原理的测量速度非常快，能够在短时间内获取大量数据。
4.2 限制
•受限于光源的稳定性：等倾干涉原理对光源的稳定性要求较高，光源的波长和强度的变化会对测量结果产生影响。
•受限于样品的透明度：等倾干涉原理只适用于透明样品的测量，对于不透明样品无法进行测量。
•受限于干涉条纹的解析度：等倾干涉原理的测量精度受到干涉条纹解析度的限制，当干涉条纹过于密集或模糊时，测量结果的精度会降低。
5. 总结
等倾干涉原理是一种重要的光学测量方法，广泛应用于光学薄膜测量、表面质量评估、细胞测量和晶体结构分析等领域。它具有非破坏性、高精度和快速测量的优点，但也受限于光源稳定性、样品透明度和干涉条纹解析度等因素。通过深入研究和不断改进，等倾干涉原理将继续在光学测量领域发挥重要作用。
等倾干涉
等倾干涉（equal inclination interference ） 几束光发生干涉时，光的加强或减弱的条件只决定于光束方向的一种干涉现象。例如，光通过两面平行的透明介质薄膜时，从上下表面反射的光产生的干涉就属于这种干涉。设薄膜的厚度是d ，折射率是n 2，周围介质的折射率是n 1，光射入薄膜时的入射角是i ，在薄膜中的折射角是r ，则从反射光中看到明暗条纹的条件是： 2) 12(s i n 222122λ+=-m i n n d 亮条纹 22sin 222122λ m i n n d =-暗条纹 m =0，1，2…… 或 2)12(c o s 22λ+=m r dn 亮条纹 22cos 22λm r dn = 暗条纹 m =0，1，2…… 从上述条件可以看出，产生明暗条纹的条件只决定于光的入射角或折射角，即光的干涉情况只决定于光的倾角。 对于等倾干涉来说，不仅点光源可以产生清晰的干涉条件，扩展光源也可以产生清晰的干涉条件，即光源的大小对等倾干涉条纹的形状没有影响。实际上，光源上每一点都会产生一组等倾干涉条纹，而且这些条纹的位置互相重合，因此使干涉条纹更加明亮。例如，图1-22-27中的a 和b 是从光源的S 1 和S 2点发出的两束平行光，它们对薄膜的入射角i 相同。从薄膜的上下表面反射出的两束光的光程差相同，干涉情况相同。由于这些反射光也是平行光，经透镜L 后会聚于同一点S （如果不用透镜，它们的干涉条纹将产生在无限远处）。具有其他倾角的光线将会聚于另一点。
等倾干涉条纹也可以通过薄膜的透射光中看到。由于直接透射的光比经过两次或更多次反射后透射出的光强更多，所以透射光的干涉条纹不如反射光的条纹清晰。 薄膜的厚度对条纹的影响比较大。厚度d越大，相邻亮条纹间的距离越小,即条纹越密,越不易辨认。
迈克尔逊干涉仪的调整与使用概要
实验40 迈克尔逊干涉仪的调整与使用 教学目标 实验内容 教学方法 教学过程设计 一．讨论 1.何谓等倾干涉？ 图1是迈克尔逊干涉仪的光路原理图。调整迈克尔逊干涉仪，使之产生的干涉现象可以等效为M 1和M 2′之间的空气薄膜产生的薄膜干涉。 当镜M 1⊥M 2，即M 1∥M 2′（图2）时，由扩展光源S 射出的任一束光，经薄膜上下表面反射形成的相干光束①和光束②的光程差为 2cos 22cos nd r d i δ=== （空气薄膜折射率n=1） ① 可见，薄膜厚度d 一定时，光程差δ由入射角i 决定。显然干涉条纹是等i （等倾角） 的轨迹，即由干涉产生的条纹与一定的倾角对应，这种干涉称为等倾干涉。 图1 迈克尔逊干涉仪 2 ′ P 图2 等倾干涉
2、如何利用等倾干涉现象测量光波长？ 等倾干涉条纹的亮暗应满足下面条件： 亮条纹 λ=?=δk i d c o s 2 （k=0、1、2…） 暗条纹 2 ) 12(c o s 2λ +=?=δk i d 可见，空气薄层厚度d 一定时，入射角i 越小，即越靠近中心，圆环条纹的级数k 越 高(这与牛顿环正好相反)，在中心处，i =0，级次最高。若这时，中心处刚好是亮斑， 则有 λ==δc k d 2 由此式可得 λ??=?)()(2c k d 可见，移动M1镜改变空气薄膜的厚度d ，中心亮斑的级次k c 也会改变。而且当中心亮 斑变化一个级次（Δk c =±1），即每冒出或吞没一个亮条纹，就意味着空气薄层厚度改变了（λ/2），也就是M 1镜移动了（λ/2）的距离。显然，当中心亮斑变化了N 个级次（ Δk c =±N ），即冒出或吞没了N 个亮条纹，则有 2 λ =?N d 所以，我们只要测出M 1镜移动的距离Δd （可从仪器读出），并数出冒出或吞没干涉条纹的个数N ，就可以通过上式计算出光源的波长λ。 二．预习检查提问问题 1、 请问迈克尔逊光路图中，P1和P2个起什么作用？为什么光束①和②相遇时会产生干涉？ 2、 M1、M2镜背后的三个螺钉作用是什么？ 3、 实验如何测量M1镜移动的距离？该仪器能读准到几位有效数字？ 4、 在P.56图5-40-3中，光束①和光束②之间的光程差与什么因数有关？（5-40-1）式中的 n 是什么？等于多少？ 5、 什么叫“等倾干涉”？干涉产生的明暗条纹应满足什么条件？ 6、 实验是根据什么物理现象和什么测量公式测量激光波长的？ 7、 你有没有分析过，等倾干涉的同心圆环条纹与牛顿环的同心圆环条纹有什么异同？ 三．课后思考题 1. 迈克尔逊干涉仪中的P 1和P 2各起什么作用？用钠光或激光做光源时，没有补偿板
迈克尔逊干涉仪等倾干涉条纹法测液体折射率
评分： 大学物理实验设计性实验 实 验 报 告 实验题目： 用等倾干涉条纹法测液体折射率 茂名学院 物理系 大学物理实验室 实验日期：200 9 年 12 月 3日 班 级： 材控08-1 姓 名： 杨志强 学号： 41 指导教师： 李天乐
原始数据 实验台号：日期
用等倾干涉条纹法测液体折射率 迈克尔逊干涉仪是用分振幅的方法实现干涉的光学仪器，设计十分巧妙。迈克尔逊发明它后，最初用于著名的以太漂移实验。后来，他又首次用之于系统研究光谱的精细结构以及将镉(Cd)的谱线的波长与国际米原器进行比较。迈克尔逊干涉仪在基本结构和设计思想上给科学工作以重要启迪，为后人研制各种干涉仪打下了基础。迈克尔逊干涉仪在物理学中有十分广泛的应用，如用于研究光源的时间相干性，测量气体、液体、 固体的折射率和进行微小长度测量等。 实验目的 1. 了解迈克尔逊干涉仪的结构、原理和调节方法； 2. 了解光的干涉现象及其形成条件； 3. 观察等倾干涉条纹，并学会用等倾干涉条纹法测量液体的折射率； 实验仪器 迈克尔逊干涉仪、专用水槽及配件、激光器。 实验仪器介绍 1．底角调平螺钉 2.底座 3.垂直方向的拉簧螺丝 4.导轨 5.精密丝杆 6.反射镜M1 7.反射镜M2 8.反射镜调节螺钉 9.补偿板 10.读数窗11.粗调手轮 12.毛玻璃屏 13.水平方向的拉簧螺丝 14.微调手轮 图1 迈可尔逊干涉仪结构图 迈克尔逊干涉仪结构如图1，反射镜1M 由精密丝杆转动可沿导轨前后移动，称为移动反射镜；反射镜2M 固定塞仪器架上，称为固定反射镜；1M 和2M 的镜架背后各有三个调节螺丝，用来调节反射镜的法线方向；与2M 镜架连接的有垂直方向和水平方向两个拉簧螺丝，利用拉簧的弹性可以比较精细地调节2M 镜面
等倾干涉原理的应用
等倾干涉原理的应用 1. 什么是等倾干涉原理 等倾干涉原理是一种用于测量透明物体的光学性质的方法。它基于干涉现象， 通过观察干涉条纹的形态和间距，可以推断出被测物体的光学参数，如形状、厚度、折射率等。 2. 等倾干涉原理的基本原理 等倾干涉原理基于两束平行光束经过透明样品后的干涉现象。当两束平行光束 经过样品后，由于样品的光学性质的不同，它们会发生相位差。当相位差满足一定条件时，会形成干涉条纹。通过观察干涉条纹的形态和间距，可以推断出样品的光学参数。 3. 等倾干涉原理的应用 等倾干涉原理在许多领域都有广泛的应用。以下是几个常见的应用领域： 3.1 光学薄膜的测量 等倾干涉原理可以用于测量光学薄膜的厚度和折射率。通过观察干涉条纹的间 距和形态，可以计算出光学薄膜的厚度和折射率，从而评估薄膜的光学性质。 3.2 表面质量评估 等倾干涉原理可以用于评估光学元件的表面质量。通过观察干涉条纹的形态和 间距，可以判断元件表面的平整度和平行度，从而评估元件的表面质量。 3.3 细胞测量 等倾干涉原理可以用于细胞的测量。细胞是透明的，通过观察细胞的干涉条纹，可以推断出细胞的厚度和折射率，从而研究细胞的形态和结构。 3.4 晶体结构分析 等倾干涉原理可以用于晶体结构的分析。晶体对光的干涉现象非常丰富，通过 观察晶体干涉条纹的形态和间距，可以得到晶体的晶格参数和晶体结构信息。
4. 等倾干涉原理的优点和限制 4.1 优点 •非破坏性测量：等倾干涉原理对被测物体不会产生破坏性的影响，适用于对珍贵样品和无损检测。 •精度高：等倾干涉原理可以达到亚微米甚至纳米级的测量精度，适用于对微观结构的测量。 •快速测量：等倾干涉原理的测量速度非常快，能够在短时间内获取大量数据。 4.2 限制 •受限于光源的稳定性：等倾干涉原理对光源的稳定性要求较高，光源的波长和强度的变化会对测量结果产生影响。 •受限于样品的透明度：等倾干涉原理只适用于透明样品的测量，对于不透明样品无法进行测量。 •受限于干涉条纹的解析度：等倾干涉原理的测量精度受到干涉条纹解析度的限制，当干涉条纹过于密集或模糊时，测量结果的精度会降低。 5. 总结 等倾干涉原理是一种重要的光学测量方法，广泛应用于光学薄膜测量、表面质量评估、细胞测量和晶体结构分析等领域。它具有非破坏性、高精度和快速测量的优点，但也受限于光源稳定性、样品透明度和干涉条纹解析度等因素。通过深入研究和不断改进，等倾干涉原理将继续在光学测量领域发挥重要作用。
迈克尔逊干涉仪的原理与应用
迈克尔逊干涉仪的原理与应用 在大学物理实验中，使用的是传统迈克尔逊干涉仪，其常见的实验内容是：观察等倾干涉条纹，观察等厚干涉条纹，测量激光或钠光的波长，测量钠光的双线波长差，测量玻璃的厚度或折射率等。 由于迈克尔逊干涉仪的调节具有一定的难度，人工计数又比较枯燥，所以为了激发学生的实验兴趣，增加学生的科学知识，开阔其思路，建议在课时允许的条件下，向学生多介绍一些迈克尔逊干涉仪的应用知识。这也是绝大多数学生的要求。下面就向大家介绍一些利用迈克尔逊干涉仪及其原理进行的测量。 一、传统迈克尔逊干涉仪的测量应用 1. 微小位移量和微振动的测量[11-14]；采用迈克尔逊干涉技术,通过测量ＫＤＰ晶体生长的法向速率和台阶斜率来研究其台阶生长的动力学系数、台阶自由能、溶质在边界层内的扩散特征以及激发晶体生长台阶的位错活性。He-Ne激光器的激光通过扩束和准直后射向分束镜,参考光和物光分别由反射镜和晶体表面反射,两束光在重叠区的干涉条纹通过物镜成像,该像用摄像机和录像机进行观察和记录.滤膜用于平衡参考光和物光的强度. 纳米量级位移的测量：将迈克尔逊型激光干涉测量技术应用于环规的测量中。采用633nm稳频的
He-Ne激光波长作为测量基准，采用干涉条纹计数，用静态光电显微镜作为环规端面瞄准装置，对环规进行非接触、绝对测量，配以高精度的数字细分电路，使仪器分辨力达到5nm；静态光电显微镜作为传统的瞄准定位技术在该装置中得以充分利用，使其瞄准不确定度达到30nm；精密定位技术在该装置中也得到了很好的应用，利用压电陶瓷微小变动原理，配以高精度的控制系统，使其驱动步距达到5nm。 测振结构的设计原理用半导体激光器干涉仪对微振动进行测量时,用一弹性体与被测量（力或加速度)相互作用,使之产生微位移。将这一变化引到动镜上来,就可以在屏上得到变化的干涉条纹,对等倾干涉来讲,也就是不断产生的条纹或不断消失的条纹。由光敏元件将条纹变化转变为光电流的变化,经过电路处理可得到微振动的振幅和频率。 压电材料的逆压电效应研究：压电陶瓷材料在电场作用下会产生伸缩效应,这就是所谓压电材料的逆压电现象,其伸缩量极微小。将迈克尔逊干涉仪的动镜粘在压电陶瓷片上,当压电陶瓷片受到电激励产生机械伸缩时就带动动镜移动。而动镜每移动λ/2的距离，就会到导致产生或消失一个干涉环条纹，根据干涉环条纹变化的个数就可以计算出压电陶瓷片伸缩的距离。 2. 角度测量[15-16]：刘雯等人依照正弦原理改型设计了迈克尔逊干涉仪，可以完成小角度测量。仪器的两个反射镜由三棱镜代替，反射镜组安装在标准被测转动器件的转动台上。被测转角依照正弦原
大学物理实验-迈克尔逊干涉仪
迈克尔逊干涉仪》实验报告
一、引言 迈克尔逊曾用迈克尔逊干涉仪做了三个闻名于世的实验：迈克尔逊-莫雷以太漂移、推断光谱精细结构、用光波长标定标准米尺。迈克尔逊在精密仪器以及用这些仪器进行的光谱学和计量学方面的研究工作上做出了重大贡献，荣获1907年诺贝尔物理奖。迈克尔逊干涉仪设计精巧、用途广泛，是许多现代干涉仪的原型，它不仅可用于精密测量长度，还可以应用于测量介质的折射率，测定光谱的精细结构等。 二、实验目的 （1）了解迈克尔逊干涉仪的光学结构及干涉原理，学习其调节和使用方法 （2）学习一种测定光波波长的方法，加深对等倾的理解 （3）用逐差法处理实验数据 三、实验仪器 迈克尔逊干涉仪、He-Ne激光器、扩束镜等。 四、实验原理 迈克尔逊干涉仪是l883年美国物理学家迈克尔逊（A.A.Michelson）和莫雷（E.W.Morley）合作，为研究“以太漂移实验而设计制造出来的精密光学仪器。用它可以高度准确地测定微小长度、光的波长、透明体的折射率等。后人利用该仪器的原理，研究出了多种专用干涉仪，这些干涉仪在近代物理和近代计量技术中被广泛应用。 1.干涉仪的光学结构 迈克尔逊干涉仪的光路和结构如图1与2 所示。M1、M2是一对精密磨光的平面反射镜， M1的位置是固定的，M2可沿导轨前后移动。G1、 G2是厚度和折射率都完全相同的一对平行玻璃 板，与M1、M2均成45°角。G1的一个表面镀 有半反射、半透射膜A，使射到其上的光线分为 光强度差不多相等的反射光和透射光；G1称为 分光板。当光照到G1上时，在半透膜上分成相 互垂直的两束光，透射光（1）射到M1，经M1 反射后，透过G2，在G1的半透膜上反射后射向 E；反射光（2）射到M2，经M2反射后，透过 G1射向E。由于光线（2）前后共通过G1三次， 而光线（1）只通过G1一次，有了G2，它们在 玻璃中的光程便相等了，于是计算这两束光的光程差时，只需计算两束光在空气中的光程差就可以了，所以G2称为补偿板。当观察者从E处向G1看去时，除直接看到M2外还看到M1
d的变化与等倾干涉条纹变换的关系
d的变化与等倾干涉条纹变换的关系 一、引言 1.1 等倾干涉条纹 在光学中，等倾干涉是一种重要的干涉现象，它是在光波通过两片光学平板时所产生的干涉现象。通过等倾干涉实验，我们可以观察到一些特殊的条纹，这些条纹对于理解光的性质和光学装置的设计具有重要意义。 1.2 d的变化 在等倾干涉实验中，d代表着两个平行平板之间的距离。当这一距离发生变化时，等倾干涉条纹也会发生相应的变化，这种变化对于我们理解干涉现象具有重要的指导意义。 二、对d的变化进行全面评估 2.1 d的增大与减小对条纹的影响 在等倾干涉实验中，当d增大时，观察到的干涉条纹会发生怎样的变化呢？相反，当d减小时，干涉条纹又会有怎样的变化呢？在这里，我们可以进行一些理论推导和定量分析，以便更好地理解d的变化对干涉条纹的影响。 2.2 d的变化与条纹的密度 除了对干涉条纹的位置产生影响外，d的变化还会对干涉条纹的密度产生影响。具体而言，当d增大时，观察到的干涉条纹密度会如何变
化？反之，当d减小时，干涉条纹密度会有怎样的变化？通过实验和理论分析，我们可以更深入地探讨d的变化与干涉条纹密度之间的关系。 2.3 d的变化与干涉条纹的清晰度 在实际的等倾干涉实验中，光源本身的属性以及两片平板的表面质量等因素都可能对观察到的干涉条纹清晰度造成影响。而与此d的变化也会对干涉条纹的清晰度产生影响。我们需要深入理解d的变化对干涉条纹清晰度的影响机制，以便更好地进行实验设计和结果分析。 三、对等倾干涉条纹变换进行深入探讨 3.1 等倾干涉条纹的图像变换 在等倾干涉实验中，通过适当调整两片平板之间的距离d，可以观察到干涉条纹图像发生变换的现象。这种变换可能涉及到条纹的平移、扭曲以及消失再出现等现象。我们需要对这些现象进行深入理解，并探讨d的变化是如何影响干涉条纹的图像变换的。 3.2 干涉条纹变换与波前的变化 在干涉现象中，条纹的变换是由波前的变化所引起的。我们需要理解d的变化是如何影响干涉条纹的波前分布的。通过数学推导和实验分析，我们可以更加深入地了解干涉条纹变换背后的物理原理。 3.3 应用与意义
迈克尔逊等倾及等厚干涉图样
迈克尔逊等倾及等厚干涉图样 前言：在大学物理实验中，使用的是传统迈克尔逊干涉仪，其常见的实验内 容是：观察等倾干涉条纹，观察等厚干涉条纹，测量激光或钠光的波长，测量 钠光的双线波长差，测量玻璃的厚度或折射率等。本文用Mathematica软件数值 模拟了迈克尔逊等倾及等厚干涉，并用Origin软件处理数据，得到了等倾及等 厚干涉图样。 1. 迈克尔逊千涉仪中等倾等厚干涉条纹 1.1迈克尔逊等倾干涉 是薄膜干涉的一种。薄膜此时是均匀的，光线以倾角i入射，上下两条反射 光线经过透镜作用汇聚一起，形成干涉。由于入射角相同的光经薄膜两表面反射 形成的反射光在相遇点有相同的光程差，也就是说，凡入射角相同的就形成同一 条纹，故这些倾斜度不同的光束经薄膜反射所形成的干涉花样是一些明暗相间的 同心圆环.这种干涉称为等倾干涉。倾角i相同时，干涉情况一样(因此叫做"等 倾干涉") h一定时，干涉级数愈高(j愈大)，相当于i2愈小.此外，等倾干涉条纹只 呈现在会聚平行光的透镜的焦平面上，不用透镜时产生的干涉条纹应在无限远处， 所以我们说等倾干涉条纹定域于无限远处。 2.1.1光程差公式 薄膜干涉中两相干光的光程差公式(表示为入射角的函数形式)为式中n为薄 膜的折射率;n0为空气的折射率;h为入射点的薄膜厚度;i0为薄膜的入射
角;+λ/2为由于两束相干光在性质不同的两个界面(一个是光疏-光密界面，另一是光密-光疏界面)上反射而引起的附加光程差;λ为真空中波长。薄膜干涉原理广泛应用于光学表面的检验、微小的角度或线度 2．1.1干涉图样 当光程差为波长整数倍时，形成亮条纹，为半波长奇数倍时是暗条纹。等倾条纹是内疏外密的同心圆环。 2.2迈克尔逊干涉仪等候干涉图样 薄膜干涉分为两种一种叫等倾干涉，另一种称做等厚干涉。等厚干涉是由平行光入射到厚度变化均匀、折射率均匀的薄膜上、下表面而形成的干涉条纹．薄膜厚度相同的地方形成同条干涉条纹，故称等厚干涉．牛顿环和楔形平板干涉都属等厚干涉． 2.2.1基本原理 当一束平行光ab入射到厚度不均匀的透明介质薄膜上，在薄膜的表面上会产生干涉现象。从上表面反射的光线b1和从下表面反射并透射出上表面的光线a1在B点相遇（如图15?1所示），由于a1、b1有恒定的光程差，因而将在B点产生干涉。若平行光束ab垂直入射到薄膜面，即i = r = 0，薄膜厚度为d，则a1、b1的光程差为：δ= 2nd+λ/2，式中λ/2一项是由于光线从光疏介质到
迈克尔逊干涉仪实验报告思考题
迈克尔逊干涉仪实验报告思考题 篇一：迈克尔逊干涉仪实验思考题 1. 实验中毛玻璃起什么作用？为什么观察等倾干涉条纹要用通过毛玻璃的光来照明？ 等倾干涉的条纹级次只与入射光的角度相关（因为d不变），不同入射角对应不同的光程差，相同入射角对于相同光程差，也就对于相同的明暗条纹，与光源的位置无关，因此面光源照明时，面光源上各个点源都形成一套条纹且条纹明暗大小一致而且互不错位，它们的非相干叠加的结果是使条纹的明暗对比增强，利于观测。??目前实验的光源一般为激光器，用它产生等倾条纹时，人们嫌它发出的激 光方向性太好，不能呈现完满的等倾条纹，为此在光路中有意加入毛玻璃作为散射板，将定向激光光束转化为扩展光源 2. 迈克尔逊干涉仪常被用来测量空气的折射率。请说明测量原理并导出测量公式。 若将短焦距的发散激光束入射至迈克尔逊干涉仪，经M1、M2反射后，相当于由两个相干性极好的虚光源S1和S2发出的球面波前形成的干涉。由于在M2与接收屏之间的空间中传播的光波处处相干，故干涉图象的形状与接收屏的位置和取向有关。当M2平行于M1’，接收''SSSS2时，条纹为椭圆
簇或直线簇；此121屏垂直于时，条纹为同心圆环；当接收屏不垂直 外，干涉环的吞吐，移动的规律与等倾干涉时相同。 在调出非定域圆条纹的基础上，将小气室插入到图1所示的位置中，把小气室加压，使气压变化?P1，从而使气体的折射率改变?n。当气室内压逐渐升高时，气室所在范围内光程差变化2D?n，在白屏上可观察到干涉条纹也在不断变化，记下干涉条纹变化的总数N条，则有2D?n?N?，得式中D为小气室的厚度。 理论可以证明，当温度一定时，气压不太高时，气体折射率的变化量?n与气压的变化量P成正比： n?1?n???p常数 p n?1? 故 将（1）式代入上式可得： ?nP?P n?1? N?P?2D?P (2) 公式(2)给出了气压为P时（实验中如有测量，则以测量为准；如没有测量则以一个标准大气压为准）的空气折射
大学物理等倾干涉迈克尔逊干涉仪
四、等倾干涉 1、等倾干涉 讨论光线入射在厚度均匀的薄膜上产生的干涉现象。S 为点光源！ 反射方向： 22cos 2 en k λ γλ∆=+= （1,2,k =） 明 () 22cos 212 2 en k λ λ γ∆=+ =+ （0,1,2, k =） 暗 关注第k 级明纹 22c o s 2 e n k λ γ λ+= 该干涉条纹上的各点具有相同的倾角！ 对厚度均匀的薄膜，不同的明纹和暗纹，相应地具有不同的倾角。 同一条干涉条纹上的各点具有相同的入射角——等倾干涉条纹 2、条纹形状 入射角相同的光汇聚在一个圆上 ⇒明暗相间的圆环！ 问题：在透射方向，条纹什么形状？与反射方向看关系？ 讨论： 在中心，0i =，222 en λ ∆=+ （可明可暗，干涉级次最高） O 31
假设是级次为0k 的明纹 2022 en k λ λ+ = 改变膜厚 e e e →+∆ 时，级次增加1 （冒出一个条纹） ()()20212 n e e k λ λ+∆+ =+ 22n e λ∆= 2 2e n λ ∆= 即膜厚变大的过程中，中间不断有高一级条纹 “冒”出来。 冒出一个条纹 收缩一个条纹 五、增透膜与增反膜 减反膜 减透膜 例：在相机镜头（折射率为3 1.5n =）上镀一层折射率为2 1.38n =的氟化镁薄膜，为了使垂直入射白光中的黄绿光（5500λ=Å）反射最小，问： （1）反射相消中1k =时薄膜的厚度?e = （2）可见光范围内有无增反？ 解：（1）22(21)2 en k λ ∆==+ ⇒ 2 (21) 4k e n λ+= ｝ 膜厚度变化 2 2n λ 每
迈克尔逊干涉仪
一、等倾干涉 等倾干涉是薄膜干涉的一种。薄膜此时是均匀的，光线（光源为散射光）以倾角i入射，上下两条反射光线经过透镜作用汇聚一起，形成干涉。由于入射角相同的光经薄膜两表面反射形成的反射光在相遇点有相同的光程差，也就是说，凡入射角相同的就形成同一条纹，故这些倾斜度不同的光束经薄膜反射所形成的干涉花样是一些明暗相间的同心圆环．这种干涉称为等倾干涉。倾角i相同时，干涉情况一样 如果想要在迈克尔逊干涉仪上调出等倾干涉条纹，要求M1和M2两个反射镜相互平行，调解时可以在光源上做一个标记，再调节这两个镜子后面的倾度粗调旋钮和细调旋钮，使得标记物在两个镜子里的反射像在视野里重合。这样就可以看到环状的等倾干涉条纹 条纹级次 （1）明纹： 显然，对于平行膜面厚度一定，上升，下降，上升。 说明：其干涉级次为内高外低，且中心级次最高。 薄膜厚度对条纹间距的影响 假如上次间距是d中心为j级，这次间距为比d小的数级数肯定也小，则间距就大。 说明：薄膜厚度越薄，条纹间距越大。 条纹的动态变化 （1）当厚度d0变化时，条纹的级次相应发生变化； （2）圆心处将会出现明-暗-明的交替变化； （3）条纹级次改变一个，薄膜厚度改变； （4）d0减小，中心条纹级次j0降低； 圆心处的出现亮暗交替的变化，且各干涉条纹向中心收缩（向内移动）。 （5）d0增大，中心条纹级次j0升高； 圆心处的出现亮暗交替的变化，且各干涉条纹向外涌出（向外移动）。 二、迈克尔逊干涉仪其他测量应用 用迈克尔逊干涉仪测量折射率和厚度 一般采用钠光光源，通过观测白光干涉条纹的方法，先调出白光0光程差的彩色干涉条纹，在光路1或2中垂直光线方向插入被测物，再调出0光程差的彩色干涉条纹，反射镜移动
光的干涉及其应用
光的干涉及其应用
光的干涉及其与应用 （作者：赵迪） 摘要我们通过对光的干涉本质、种类及其各种应用做了一定的查阅与思考，汇总成为该文章。中文中重点介绍的是，光的干涉在日常生活中、普通物理实验中的应用以及在天文学方面的发展和应用，由于文章内容和字数的限制，我们不能对所有提到的应用做出详细的表述，仅取其中的几个例子进行具体的介绍。 关键词光的干涉等倾干涉等厚干涉照相技术天文学 1 绪论 我们知道在光学的发展史上，“光的本质”这个问题进行了将近4个世纪的争论，直到爱因斯坦提出“波粒二象性”才将这个问题的争论暂时告一段落，本文所提到的的光的干涉现象就是这段精彩历史上不可磨灭的一部分。 1801年的英国由托马斯·杨设计的杨氏双缝干涉实验使得“微粒说”近乎土崩瓦解，并强有力的支持了“波动说”。1811年，阿拉格首先研究了偏振光的干涉现象。现代生活中，光的干涉已经广泛的用于精密计量、天文观测、光弹性应力分析、光学精密加工中的自控等许多领域。 虽然“波粒二象性”已经作为主流说法，终结了这个问题的争论，但是对于现代生活来说，光的干涉及其理论所带来的影响却是不可或缺的。我们将在本文中简单介绍一下光的干涉在日常生活中、普通物理实验中的应用以及在天文学方面的发展和应用。
器发出的光波的干涉，也是能够观察到的。另外，以双波干涉为例还要求：③两列波的振幅不得相差悬殊；④在叠加点两波的偏振面大体一致。 以上四点即为通常所说的相干条件。满足这些条件的两个或多个光源或光波，称为相干光源或相干光波。 2.4 光的干涉分类 光的干涉根据产生条件的不同，可以分成三大类：分波阵面法（分波面法）、分振幅法（分光强法）、分振动法。 2.4.1 分波面法 分波面法的典型实验是1801年由托马斯·杨设计的杨氏双缝干涉实验。两个点光源的干涉实验中，两振源是装在同一支架上的振子，其装置如图： 图2-4-1 杨氏实验装置简图 杨氏双缝干涉实验的实验结果是：在观察屏上出现等宽、等间距的、明暗相间的条纹。实验使得“微粒说”近乎土崩瓦解，并强有力的支持了“波动说”。另外，分波面法得到干涉现象典型的实验还有菲涅尔双面镜干涉、菲涅尔双棱镜干涉、劳埃镜干涉不细展开。 2.4.2 分振幅法 分阵幅法的典型例子有两种：等倾干涉和等厚干涉。 为防止重复，后面要介绍的应用中会具体展开相关内容。 3 光的干涉的应用 3.1 等倾干涉的实际应用
等倾干涉计算公式
等倾干涉计算公式 倾斜干涉计算是一种精确测量光程差的方法，它使用光的干涉现象来测量两束光之间的相位差。这种计算方法在光学领域具有广泛的应用，可以用于测量光源的稳定性、光学元件的表面形貌等。 在进行倾斜干涉计算之前，需要先了解一些基本概念。首先是相位差，它是指两束光之间的相位差异。而干涉是指两束或多束光线叠加形成明暗交替的干涉条纹的现象。倾斜干涉计算则是利用干涉现象来测量光程差的一种方法。 倾斜干涉计算的原理是利用两束倾斜的光线经过光程差后产生干涉，并通过干涉条纹来推断光程差的大小。这种方法需要使用一些特殊的装置，如倾斜干涉仪或菲涅尔透镜等。倾斜干涉仪通常由两个倾斜的反射镜或透镜组成，而菲涅尔透镜则利用透镜表面的梯度折射率来产生倾斜光束。 在进行倾斜干涉计算时，首先需要将光线分成两束，一束作为参考光，另一束作为待测光。通过调节倾斜干涉仪或菲涅尔透镜，使得两束光线发生倾斜，并且在空间中形成干涉条纹。然后，利用干涉条纹的信息来计算光程差。 倾斜干涉计算的公式可以表示为： 光程差 = 相位差 / 波数
其中，相位差是通过干涉条纹的位置来确定的，而波数则代表光 的波长。通过测量光源到待测物体的光程差，可以得到物体表面的高 程信息。这种方法可以用于测量光学元件的表面形貌、光纤的折射率 分布等。 倾斜干涉计算具有很高的精度和灵活性，可以适应不同的测量需求。它在光学领域的应用非常广泛，如光学元件的制作与测试、光学 通信系统的调试与优化等。同时，倾斜干涉计算也可以结合其他测量 方法进行综合分析，提高测量结果的准确性。 总之，倾斜干涉计算是一种生动、全面、有指导意义的计算方法，它利用光的干涉现象来测量光程差，并可以应用于多个光学领域。通 过了解倾斜干涉计算的原理和公式，我们可以更好地理解光学测量的 原理和方法，为实验设计和数据分析提供指导。