等倾干涉-等厚干涉

不同光线通过透镜要改变传播方向，会不会引起附加光程差？问题ABCabcFA、B、C的位相相同，在F点会聚，互相加强A、B、C各点到F点的光程都相等。AaF比BbF经过的几何路程长，但BbF在透镜中经过的路程比AaF长，透镜折射率大于1，折算成光程，AaF的光程与BbF的光程相等。解释使用透镜不会引起各相干光之间的附加光程差。17-4等倾干涉等厚干涉利用薄膜上、下两个表面对入射光的反射和折射，可在反射方向（或透射方向）获得相干光束。一、薄膜干涉扩展光源照射下的薄膜干涉ABCD1n1n2neia1a2a在一均匀透明介质n1中放入上下表面平行,厚度为e的均匀介质n2(n1)，用扩展光源照射薄膜，其反射和透射光如图所示分振幅法反射光观察：光线a2与光线a1的光程差为：212/)(ADnnBCAB附加光程差由折射定律和几何关系可得出：reACtan2reBCABcos/rninsinsin21iACADsin21222)cossincos(rrren222rencosABCD1n1n2neia1a2a干涉条件薄膜aa1a2n1n2n3不论入射光的的入射角如何反射光观察时：附加光程差的确定：满足n1n2n3(或n1n2n3)产生附加光程差满足n1n2n3(或n1n2n3)不存在附加光程差对同样的入射光来说，当反射方向干涉加强时，在透射方向就干涉减弱。（等倾干涉）二、增透膜和增反膜增透膜-----利用薄膜上、下表面反射光的光程差符合相消干涉条件来减少反射，从而使透射增强。增反膜-----利用薄膜上、下表面反射光的光程差满足相长干涉，反射光因干涉而加强。三、等厚干涉当薄膜很薄时，从垂直于膜面的方向观察，且视场角范围很小，膜上厚度相同的位置有相同的光程差，对应同一级条纹，固称为等厚干涉。ennnA反射光2反射光1单色平行光(设nn)a1、2两束反射光来自同一束入射光，它们可以产生干涉。四.劈尖干涉（劈形膜）夹角很小的两个平面所构成的薄膜rad~101054：空气劈尖实心劈尖棱边楔角平行单色光垂直照射实心劈尖上，上、下表面的反射光将产生干涉，厚度为e处，两相干光的光程差为1.干涉条件实心劈尖：n1=1,垂直入射i=0干涉条件劈尖上厚度相同的地方，两相干光的光程差相同，对应一定k值的明或暗条纹。棱边处，e=0,=/2，出现暗条纹有“半波损失”对空气劈尖：n2=12.讨论：实心劈尖任意相邻明条纹对应的厚度差：)/(212neekk2212sin2sinnneebkk任意相邻明条纹(或暗条纹)之间的距离b为：在入射单色光一定时，劈尖的楔角愈小，则b愈大，干涉条纹愈疏；愈大，则b愈小，干涉条纹愈密。当用白光照射时，将看到由劈尖边缘逐渐分开的彩色直条纹。DbLLD3.劈尖干涉的应用：干涉膨胀仪：利用空气劈尖干涉原理测定样品的热膨胀系数样品平板玻璃石英圆环样品受热向上平移/2的距离，上下表面的两反射光的光程差减小。劈尖各处的干涉条纹发生明暗明(或暗明暗)的变化。如果观察到某处干涉条纹移过了N条，即表明劈尖的下表面平移了N·/2的距离。空气劈尖•测细小直径、厚度、微小变化Δh待测块规λ标准块规平晶•测表面不平度等厚条纹待测工件平晶五、牛顿环(等厚干涉特例)eoRr空气薄层中，任一厚度e处上下表面反射光的干涉条件：eoRr22222eeRRrRe)(eR略去e2Rre22各级明、暗干涉条纹的半径：明条纹321212,,)(kRkr暗条纹210,,kkRr•随着牛顿环半径的增大，条纹变得越来越密。•e=0,两反射光的光程差=/2，为暗斑。•检验透镜球表面质量标准待测暗纹明条纹321212,,)(kRkr暗条纹210,,kkRr六、迈克耳孙干涉仪M12211S半透半反膜光束2′和1′发生干涉若M1、M2平行等倾条纹若M1、M2有小夹角等厚条纹若条纹为等厚条纹，M1平移d时，干涉条移过N条，则有：2NdM2M1G1G2应用：•微小位移测量•测折射率