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词条 劈尖干涉
释义

根据薄膜干涉的道理,可以测定平面的平直度.测定的精度很高,甚至几分之一波长那么小的隆起或下陷都可以从条纹的弯曲上检测出来.若使两个很平的玻璃板间有一个很小的角度,就构成一个楔形空气薄膜,用已知波长的单色光入射产生的干涉条纹,可用来测很小的长度.

用图甲所示的空气劈尖检查工件表面的平整度,出现如图乙、丙所示的条纹

用干涉法检查平面,如图甲所示,两板之间形成一层空气膜,用单色光从上向下照射,入射光从空气膜的上下表面反射出两列光波,形成干涉条纹。如果被检测平面是光滑的,得到的干涉图样必是等距的。如果某处凹下去,则对应明纹(或暗纹)提前出现,如图乙所示;如果某处凸起来,则对应条纹延后出现,如图丙所示。(注:“提前”与“延后”不是指在时间上,而是指由左向右的位置顺序上。)

可以把间距看成双缝干涉公式△x=Lλ/d中的双缝宽度d,如果上凸则d减小,△x增大,条纹变疏,反之变密。

条纹向劈尖的顶角侧弯曲时说明工件该处是一个凹;条纹远离顶角弯曲时,工件该处有一个凸起。

实验:测量玻璃的平整度实验原理:将两块玻璃板n1和n2叠起来,在一端垫一细丝(或纸片), 两板之间形成一层空气膜,形成空气劈尖.图a.形成与劈尖棱角平行,明暗相间的等厚条纹.观察劈尖干涉的实验装置如图1所示, 从点光源S发出的光经透镜L变成平行光,在经过半透半反玻璃片M射向空气劈尖,自劈尖上下两表面反射后形成相干光,径路显微镜T,就能在劈尖上表面观察到明暗相间均匀分布的干涉条纹。如图2.

设两玻璃板之间的夹角为q,玻璃的折射率为n1,空气的折射率为1.由于Q角很小,在实验中,单色平行光几乎垂直地射向劈面,所以劈尖上下两表面的反射光线与入射光线近乎重合。设在P点出,劈尖对应的厚度e。因为n1>1,所以劈尖表面有半波损失.因此上下两表面反射光的光程差为:

δ=2ne+λ/2

反射光是相干光,相干叠加明暗纹的条件是:每一明条纹或暗条纹都与一定的K值对应,也就是与劈尖的厚度e相对应.

在两玻璃片相接触处,劈尖的厚度e=0,由于半波损失的存在,所以在棱边处为暗条纹。任何相邻明条纹或暗条纹所对应的厚度差为:

e=λ/2n

我们分析实验采用空气劈尖,n=1。若相邻两条明条纹或暗条纹之间的距离为L,则可知:Lsinθ=λ/2n

因为角度很小,所以 L=λ/2nθ, 所以为使实验条纹凹凸明显,使θ小,L就越大,即干涉条纹越疏。当平面平整时,厚度均匀变化,条纹为直线。当显微镜中的图像有一凹,条纹是等厚的点的轨迹,凹就是厚度增加,于是这里的厚度等于比此处远离劈棱处(厚度为0的地方)的地方的厚度,远离劈棱的地方的轨迹偏到这里来,总体情况就是:条纹向劈棱方向偏。若有一凸,向远离劈棱的方向偏。

实验步骤:将两块玻璃板叠在一起,在一侧一细丝,将一束单色光垂直照射到上玻璃板,在光学显微镜内观察干涉条纹。

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更新时间:2024/11/16 2:35:18