物理光學(xué)-3光的干涉-資料下載頁(yè)
2025-01-16 06:31本頁(yè)面
【正文】 2。 測(cè)定平板表面的平面度和局部誤差 182。 測(cè)量平行平板的平行度和小角度光楔的楔角 182。 測(cè)量透鏡的曲率半徑 182。 測(cè)量平行平板的平行度和小角度光楔的楔角 L3 G L2 Q L1 激光平面干涉儀 e?? D h R1 R2 P Q 221211882DDhCRRhN???? ? ? ???????182。 測(cè)量透鏡的曲率半徑 牛頓環(huán) 小結(jié)： 基本特點(diǎn)：（ 1）屬于等厚干涉 （ 2）干涉光束，一個(gè)來(lái)自標(biāo)準(zhǔn)反射面，一個(gè)來(lái)自被測(cè)面。 重點(diǎn)掌握：（ 1）光程差與厚度的關(guān)系。 （ 2）厚度變化與條紋彎曲方向的關(guān)系。 （ 3）干涉面間距變化與條紋移動(dòng)的關(guān)系。 條紋分析： ??? 22 ???nHee注意應(yīng)用比例關(guān)系：邁克爾遜干涉儀 （ The Michelson interferometer） Extended source Beam splitter Reflective coating Mirror Compensating plate 1）干涉儀結(jié)構(gòu) ?分光板和補(bǔ)償板 ?平面反射鏡 ?干涉原理 2）干涉條紋的性質(zhì) ?等厚干涉 ?等傾干涉 S G1 G2 M2 M1 光源 1‘ 2‘ 2 1 2M?當(dāng) M1， M2’ 間距離每減少λ/2 時(shí)，中央條紋對(duì)應(yīng)的 k值就要減少 1，原來(lái)位于中央的條紋消失，將看到 同心等傾圓條紋向中心縮陷 。 級(jí)次最大?ek 20 ?1,2 0000 ?????? kkee ?如果k自內(nèi)向外依次遞減 e增大時(shí)有條紋冒出 ne2?? =? ?k 明條紋 2)12(??k 暗條紋 ? 若 M M39。2平行 ? 等傾條紋 ? 若 M M39。2有小夾角 ? 等厚條紋 2?? Nd 每當(dāng) M1移動(dòng) ?/2 ,光線 2的光程差就改變一個(gè) ?， 視場(chǎng)中就會(huì)看見(jiàn) 一條條紋移過(guò) 。 如果看見(jiàn)N條條紋移過(guò) ， 則反射鏡 M1移動(dòng)的距離是 S G1 G2 M2 M1 光源 139。 239。 2 1 2M?等 傾 干 涉 條 紋 39。2M1M39。2M1M12 // MM ?當(dāng) e較大時(shí)，觀察到等傾圓條紋較細(xì)密，整個(gè)視場(chǎng)中條紋較多。 當(dāng) e每減少 λ/2 時(shí)，中央條紋對(duì)應(yīng)的 k值就要減少 1，原來(lái)位于中央的條紋消失，將看到 同心等傾圓條紋向中心縮陷 。 2/Nd ???當(dāng) M1每平移 λ/2 時(shí)，將看到一個(gè)明（或暗）條紋移過(guò)視場(chǎng)中 某一固定直線，條紋移動(dòng)的數(shù)目 N與 M1 鏡平移的距離關(guān)系為： 等 厚 干 涉 條 紋 39。2M1M當(dāng) M1， M239。不平行時(shí)，將看到平行于 M1 和 M239。交線的等間距 的直線形成等厚干涉條紋。 39。2M1M 邁克耳遜干涉儀的兩臂中便于插放待測(cè)樣品，由條紋的變化測(cè)量有關(guān)參數(shù)，精度高。 在光譜學(xué)中，應(yīng)用精確度極高的近代干涉儀可以精確地測(cè)定光譜線的波長(zhǎng)及其精細(xì)結(jié)構(gòu)； 在天文學(xué)中，利用特種天體干涉儀還可測(cè)定遠(yuǎn)距離星體的直徑以及檢查透鏡和棱鏡的光學(xué)質(zhì)量等等。 邁克耳遜干涉儀的應(yīng)用 S1M2MAB例：在邁克耳遜干涉儀的兩臂中分別引入 10厘米長(zhǎng)的玻璃管 A、 B， 其中一個(gè)抽成真空 ， 另一個(gè)在充以一個(gè)大氣壓空氣的過(guò)程中觀察到 條條紋移動(dòng) ，所用波長(zhǎng)為 546nm。 求空氣的折射率 ？ 解：設(shè)空氣的折射率為 n )n(llnl 1222 ?????相鄰條紋或說(shuō)條紋移動(dòng)一條時(shí) ，對(duì)應(yīng)光程差的變化為一個(gè)波長(zhǎng) ，當(dāng)觀察到 ， 光程差的改變量滿足： ???? )1(2 nl ???? ln ? 邁克耳遜干涉儀的兩臂中便于插放待測(cè)樣品，由條紋的變化測(cè)量有關(guān)參數(shù)。 精度高 。 例題 把厚度為 e、 折射率為 n=涉儀的一臂 (一條光路 )中 ， (1)求光線 2光程差和位相差的改變量； (2)若插入薄膜的過(guò)程中 ， 觀察到 7條條紋移過(guò) ， 所用波長(zhǎng) ?=5890197。， 求 薄膜的厚度 e=? 解 (1) ?? =2(n1)e 。 (2) ??????????? en )1(42= 51538197。 )1(27???ne應(yīng)由 :?? =2(n1)e=7 ? , 得： ? 2 1 s 1M?G1 G2 M1 M2 e n 例題：邁克耳遜干涉儀可用來(lái)精確測(cè)量單色光波長(zhǎng)。調(diào)整儀器，使得觀察到單色照明下產(chǎn)生的等傾圓條紋。如果把反射鏡 M1平移 ，觀察到圓條紋向中心收縮并消失 100個(gè)，試計(jì)算單色光波長(zhǎng)。 解：邁克耳遜干涉儀產(chǎn)生的等傾圓條紋可視為由虛平板 M1， M239。所產(chǎn)生 。 對(duì)于圓環(huán)中心條紋 ， 光程差表示為 ?mh ????? 39。2式中 h為虛平板的厚度， m是條紋的干涉級(jí)數(shù)。 干涉級(jí)減小 1時(shí)（條紋消失 1個(gè)）， h變化 λ/2 。 當(dāng)干涉級(jí)減小 100時(shí)， h的變化為 210 003 16 ???nmmm 6 ????? ??泰曼干涉儀（ Twyman interferometer） 特點(diǎn)：在邁克爾遜干涉儀的一個(gè)光路中加入了被測(cè)光學(xué)器件 Contour lines Fringes of equal thickness 馬赫－曾德干涉儀 結(jié)構(gòu)和光路走向如圖 適用于研究氣體密度迅速變化的狀態(tài) 利用擴(kuò)展光源，條紋是定域的 可通過(guò)調(diào)節(jié) M2和 G2使條紋虛定域于 M2和 G2之間 1）大型風(fēng)洞中氣流引起的空氣密度變化 應(yīng)用： 2）可控?zé)岷朔磻?yīng)中等離子區(qū)的密度分布 3）光學(xué)全息，光纖和集成光學(xué) 馬赫 澤德光纖干涉儀的定域溫度傳感器 作業(yè) ， ， ， ， ，
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