第四节平板的双光束干涉-PPT.pptx

第四节平板的双光束干涉第四节平板的双光束干涉分光性质:振幅分割两个干涉得点源:两个反射面对S点得象S1与S2SDEPF平行平板得分振幅干涉一、干涉条纹得定域定域区:能够得到清晰干涉条纹得区域,称为定域区(该区域若对应平面或曲面则称为定域面)。非定域干涉:两单色相干点源在空间任意一点相遇,总有一个确定得光程差,从而产生一定得强度分布,并都能观察到清晰得干涉条纹,这种干涉称为非定域干涉、在扩展光源得情况下,在空间任意一点,由光源上不同点源出发到达该点得产生双光束干涉得两支相干光得光程差不同,从而在该点引入了光程差变化;在/4得那些区域,条纹可见度下降,观察不到清晰得干涉条纹;而在/4得那些区域,尽管采用了扩展光源,条纹仍保持有高得可见度、定域干涉就是与扩展光源得使用联系在一起得、她本质上就是一个空间相干性得问题。由于分振幅干涉就是实现=0得干涉,因此条纹得定域区可以根据在照明场中对应于=0得光线通过干涉系统后在干涉场中得交点得轨迹来确定、二、平行平板(Plane-Parallel Plates)干涉(等倾干涉 Interference of equal inclination)1、光程差计算SDEPF平行平板得分振幅干涉P点处得强度为式中I1,I2就是两相干光各自在P点产生得强度;就是两相干光在P点得光程差、式中 n与n分别就是平板折射率与周围介质得折射率、nn phase changeNo phase change由于周围介质折射率一致,所以两个表面得反射光中有一支光发生”半波损失”,应当再考虑由反射引起得附加光程差/2、在平行平板得干涉中,光程差只取决于折射角2,相同2(从而有相同入射角1)得入射光构成同一条纹,故称等倾条纹、2、平板干涉装置 注意:采用扩展光源,条纹域在无穷远。条纹成象在透镜得焦平面上。产生等倾条纹得装置薄膜反射板透镜屏幕3、条纹分析(Fringes of equal inclination)中央条纹宽,边缘条纹窄。平板越厚,条纹也越密(5)反射光条纹与透射光条纹互补平行平板干涉得反射光条纹与透射光条纹(a)(b)反射光干涉及条纹对比度,(c)(d)透射光干涉及条纹对比度12大家应该也有点累了，稍作休息大家应该也有点累了，稍作休息大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流 二二、应用应用1、增透膜增透膜玻璃玻璃MgF2l光在膜得上下光在膜得上下表面反射时都表面反射时都有半波损失有半波损失反射光干涉相消时有反射光干涉相消时有l膜得最小厚度为膜得最小厚度为或或-光学厚度光学厚度-此时透射光增强此时透射光增强l即光学厚度为某一波长得即光学厚度为某一波长得1/4时时,则则膜为该波长得增透膜膜为该波长得增透膜2、高反射膜高反射膜l光在每层膜得上下表光在每层膜得上下表面反射时只有一个面面反射时只有一个面有半波损失有半波损失第一层第一层最小光学厚度为最小光学厚度为第二层第二层最小光学厚度为最小光学厚度为l即每层膜得光学厚度都为即每层膜得光学厚度都为/4时时,可可得到该波长得高反射膜得到该波长得高反射膜二、楔形平板干涉(等厚干涉 Interference of equal thickness)图图12-16用扩展光源时楔行平板产生得定域条纹用扩展光源时楔行平板产生得定域条纹a)定域面在板上方定域面在板上方b)定域面在板内定域面在板内c)定域面在板下方定域面在板下方SPb)SPa)SPc)1、定域面得位置与定域深度楔形平板干涉:两个不平行平面得分振幅干涉称为楔形平板干涉、图图12-18 楔形平板得干涉楔形平板得干涉2ACSPB=01 n nnnnn2、光程差计算式中 n为楔形平板得折射率,n为周围介质得折射率、垂直入射时,光程差就是厚度 h 得函数,在同一厚度得位置形成同一级条纹。板得厚度一般很小,且楔角也不大图图12-19 观察板上等厚条纹得一种实用系统观察板上等厚条纹得一种实用系统劈尖干涉劈尖干涉 (空气隙劈尖空气隙劈尖)明暗条件明暗条件:等厚条纹等厚条纹d(1)劈尖愈厚处劈尖愈厚处 条纹级别越高。条纹级别越高。(2)棱边处棱边处 d=0 ,对应着暗纹。对应着暗纹。(3)相邻两明相邻两明(暗暗)纹间纹间 对应得厚度差为对应得厚度差为 d 暗纹暗纹讨论讨论:ddkdk+11 2 3 4 5由上式瞧出由上式瞧出 越小越小,越大越大,条纹愈清晰。条纹愈清晰。dLdkdk+1(4)明明(暗暗)纹间距纹间距 L:L sin =d=(1)对于折射率均匀得楔形平板,条纹平行于楔棱Dh(2)(3)(4)a劈尖上表面向上平移劈尖上表面向上平移,干涉条纹间干涉条纹间距不变距不变,条纹向棱边移动条纹向棱边移动;反之条纹反之条纹向相反方向移动向相反方向移动F对空气层：平移对空气层：平移 距离时有一条距离时有一条条纹移过条纹移过例、如何判断两个直径相差很小得滚珠得大小例、如何判断两个直径相差很小得滚珠得大小？(测量工具测量工具:两块平板玻璃两块平板玻璃)说明说明 :1珠小珠小说明说明 :1珠大珠大若发现等厚条纹间隔变密若发现等厚条纹间隔变密在靠近在靠近“1”那那 端轻轻压一下端轻轻压一下 若发现等厚条纹间隔变宽若发现等厚条纹间隔变宽复色光入射得彩色条纹