11-4工程光学课件

下一节 18
2）光源与楔板位置不同时的定域面位置
S P P P a) b) c) S S
图11-16 用扩展光源时楔行平板产生的定域条纹 a)定域面在板上方 b) 定域面在板内 c) 定域面在板下方
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3）楔板的角度越小，定域面离板越远，当平 行时，定域面在无限远处； 4）在实际工作中，不一定为0，干涉条纹不 只局限于定域面上，而是在定域面前后一定
第四节 平板的双光束干涉
分光性质：振幅分割 工作原理： 两个干涉的点源： 两个反射面对S点 的象S1和S2
S
P
M1 n M2
S1 S2
1
一、干涉条纹的定域 1.条纹定域：能够得到清晰干涉条纹的区域。
非定域条纹：在空间任何区域都能得到的干涉条纹。 定域条纹：只在空间某些确定的区域产生的干涉条纹。
2.平板干涉的优点，取 ＝0 ，用面光源。
n'
1
AN AC sin1 2htg 2 sin1 n sin1 n sin 2
2
n
3
phase change
1
n'
2
No phase change
n
1 sin 2 2 sin 2 2 2nh 2nh 2nh cos 2 cos 2 cos 2
n e f d1 f 2 2n h si n1 注意e与 si n1的关系
中央条纹宽，边缘条纹窄。
e
（5）反射光条纹和透射光条纹互补
f
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二、楔形平板干涉 （等厚干涉 Interference of equal thickness）
1、定域面的位置和定域 深度
1）定域面的位置由＝0确定


对于折射率均匀的楔形平板，条纹平行于楔棱
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h (2) 两条纹间厚度的变化
m 2 2nh m 即 h m 2n 相邻条纹m 1 h 2n ＝2nh
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a
若平板锲角为 a时 : a h e 2ne 如果条纹的横向偏移量 为e, 则对应的 m为： m e e 此时高度变化为： H
垂直入射时： 2nh

2
3、实验装置： 透镜L2的作用，在成象面上观 察。
1 1 1 图中： l l f
l'
l
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4、条纹分布及性质 注意条纹是由 h 决定的， 分析条纹从 h 入手。
（1） 亮条纹： ＝2nh

2
m
暗条纹： ＝2nh
m 1 2 2
e
2n e
e
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应用实例
用劈形膜干涉方法可检验工 件表面的平整度。图为工件 表面不平整时的干涉条纹。
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Home Work (11-4)
1. An oil film (n=1.47, thickness 0.12m) rests
on a pool of water. If light strikes the film at
2nh cos 2 2 或： 2nh n 2 n2 sin 2 1


2
4
Since the interval between the two surfaces may be an actual plate or film, or it may be a gap between plates. We have four possibilities, as the following.
S

P
n
M1 M2
S1 S2
点光源产生的非定域干涉 2
二、平行平板 (Plane-Parallel Plates) 干涉 （等倾干涉 Interference of equal inclination）
双光束干涉： I I1 I 2 2 I1 I 2 cos k
1.光程差计算
n AB BC nAN 其中： AB BC h cos 2
（4）条纹间隔 2 d 2nh sin 2 d 2 dm 相邻条纹 dm m 1, 则有： d 2 ＝2nh cos 2

m
光程与条纹级数

2nh n sin2 n cos1d1 n cos2 d2 cos1 cos2 1 n d2 d1 n n 所以： d1 2n2 h si n1
an angle of 60o, what is the wavelength reflected in the first order? 2. When examining the surface of a polished workpiece in thallium light (535nm) , some scratch marks are seen where the fringes are distorted by 4/10 the distance between fringes. How deep are the scratches? P244 8&11
范围内可以看到干涉条纹，这个区域称为定
域深度。 5）条纹观察：定域面随系统不同而不同。由 于人眼有自动调焦功能，观察比仪器方便。
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2、光程差计算
n( AB BC ) n' CP n' AP
S β =0
n' n n'
θ
1
P A C B
2
θ
图11-18 楔形平板的干涉
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垂直入射时，光程差是厚 用平行平板公式近似： 度 h 的函数，在同一厚度 的位置形成同一级条纹。 2nh cos 2 2
2nh cos 2

2
2nh cos 2

2

No
No

No
No


2nh cos 2
2nh cos 2
5
2.平板干涉装置 注意：采用扩展光源，条纹域 在无穷远。 条纹成象在透镜的焦平面上。
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3、条纹分析(Fringes of equal inclination)
（ ）随1变化，条纹是 1的函数， 1 只要1 相同， 相同，为一条干 涉条纹，称为等倾干涉 。 干涉条纹为同心圆环。
（2）光程差在1＝0时最大， 最大干涉级在中心。 中心＝2nh

2
mo （光程差与条纹级数）
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（3）条纹的角半径 1N
1 n 1N N 1 q n' h 说明平板厚度 h越大，条纹角半径越小 ，条纹越密。