透射光的等厚干涉及条纹的分析.pdfVIP

2003 年 6 月 山 东 师 范 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版) Jun . 2003 ( ) 第 18 卷 　第 2 期 Journal of Shandong Normal University Natural Science Vol . 18 No . 2 透射光的等厚干涉及条纹分析 1) 2) 2) 祁胜文 　　赵彦杰 　　王宝泉 ( ) ) ) 1 南开大学物理学院光子学中心 ,300071 ,天津 ; 　2 德州学院物理学系 ,253023 , 山东德州 ; 第一作者 39 岁 ,男 ,副教授 摘要 　介绍一种观察透射光等厚干涉的新方法 ,该方法丰富了等厚干涉的内容. 利用光的干涉理论 ,计算了不同薄膜界面反 ( ) 射率 光强反射率 0 . 5 对应的干涉条纹光强分布. 实验中通过镀膜增加玻璃板的反射率 ,提高了条纹的可见度. 并将透射光的条 纹与反射光的条纹进行了比较和分析. 关键词　等厚干涉 ; 　透射光 ; 　可见度 中图分类号　O 434 . 14 在等厚干涉装置中 ,当平行光垂直入射到契形薄膜上后 ,分别经上 、下表面反射的光相遇而产生干涉 , 即我们通常观察的等厚干涉. 实际上 ,我们也可以观察由上 、下分界面分别折射后的光的干涉. 如图 1 所示 , 垂直入射的平行光 Ⅰ经契形薄膜上 、下分界面 a 和 b 分别折射和反射形成相干光 Ⅲ和 Ⅵ,二者在 b 上相遇产 生干涉 ,即透射光的干涉. 两种干涉的条纹均为直线形条纹 ,但 由于反射光干涉须考虑额外程差 ,而透射光 干涉则不必考虑 ,故二者的条纹亮暗相反. 在实验中我们不易观察到透射光的干涉条纹 ,其原因主要是透射 光的干涉条纹可见度太小 ,这与其条纹的可见度薄膜分界面的反射率有关 ,实验中我们采用适当提高分界 面 a 和 b 的反射率来提高条纹可见度 ,观察到了清晰的干涉条纹. 通过观察透射光的干涉条纹 ,可以与反射光进行对比, 比较二 ( ) ( ) 者的差异 额外程差 ,亮暗对调 及联系 光强互补 ,更好地理解不 同的分振幅分束方式得到的相干光的干涉现象. 另外 ,透射光的条 纹装置较反射光更为简单 :透射光的等厚干涉省去了半反射板 ,而 反射光的条纹须用带有半反射板的读数显微镜来观察 ,半反射板 对条纹光强和清晰度是有影响的. 1 　实验装置 、条纹及其观察 在实验中 ,我们将组成楔形薄膜的上 、下平板玻璃相对的面均 图 1 　透射光的等厚干涉相干光示意图 ( ) ( ) 镀反射膜 振幅反射率 r 约为 0 . 5 ,单色光 钠黄光 垂直 入射到上玻璃板上 ,在下玻璃板的下方置一读数显微镜 ( ) ( ) 去掉半反射板 观察条纹 ,如图2 a 所示 ,其形状为一系 列彼此平行且等间距的直线形条纹[ 1] ,如图2 (b) 所示. 为了将透射与反射进行对比,故光源置于上方 ,光 自 上而下入射 ,用于观察条纹的显微镜置于下方 , 眼睛自下 而上观察条纹. 在实验中 ,一般是将光源与显微镜位置对 调 , 自上而下进行观察 ; 或将光源 、二平板玻璃和读数显 微镜自左至右依次置于实验平台上.