大学物理第十一章光学第4节--劈尖-牛顿环.ppt

第 十一章 光学 11-4 劈尖 牛顿环 物理学 第五版 * S M 劈尖角 一 劈 尖 明纹 暗纹 11-4 劈尖 牛顿环 * 劈尖干涉 （明纹） （暗纹） 讨论 (1)棱边处 为暗纹. 11-4 劈尖 牛顿环 * (2)相邻明纹（暗纹）间的厚度差 劈尖干涉 (3)条纹间距 11-4 劈尖 牛顿环 * (4 )干涉条纹的移动 a.两板夹角减小时条纹间距变长。 b.上玻璃板竖直向上移动时，条纹左移；上玻璃板竖直向下移动时，条纹右移。 11-4 劈尖 牛顿环 * 等厚干涉条纹 劈尖 不规则表面 11-4 劈尖 牛顿环 * 白光入射 单色光入射 肥皂膜的等厚干涉条纹 11-4 劈尖 牛顿环 * 例 1 波长为680 nm的平行光照射到L=12 cm长的两块玻璃片上，两玻璃片的一边相互接触 ，另一边被厚度Ｄ=0.048 mm的纸片隔开. 试问在这12 cm长度内会呈现多少条暗条纹 ? 解 11-4 劈尖 牛顿环 * 共有142条暗纹 11-4 劈尖 牛顿环 * (2)测膜厚 (1)干涉膨胀仪 劈尖干涉的应用 11-4 劈尖 牛顿环 * (3)检验光学元件表面的平整度 11-4 劈尖 牛顿环 * 空气 (4)测细丝的直径 11-4 劈尖 牛顿环 * 二 牛顿环 由一块平板玻璃和一平凸透镜组成 11-4 劈尖 牛顿环 * 牛顿环实验装置 牛顿环干涉图样 显微镜 S L M 半透半反镜 T 11-4 劈尖 牛顿环 * 牛顿环照片 11-4 劈尖 牛顿环 R 明纹 暗纹 r d 光程差 11-4 劈尖 牛顿环 R r d 暗环半径 明环半径 11-4 劈尖 牛顿环 (1)从反射光中观测，中心点是暗点还是亮点？从透射光中观测，中心点是暗点还是亮点？ (2)属于等厚干涉，条纹间距不等，为什么？ 暗环半径 明环半径 讨论 11-4 劈尖 牛顿环 (4)应用例子:可以用来测量光波波长，用于检测透镜质量，曲率半径等. (3)将牛顿环置于 的液体中，条纹如何变？ 工 件 标 准 件 11-4 劈尖 牛顿环 (3)属于等厚干涉，但是条纹间距不等。 暗环半径 明环半径 讨论 (1) 牛顿环是同心圆环,条纹从里向外逐渐变密,中心干涉级次最低。 (2)中心接触点: d=0, ?=?/2 是暗纹; (4)将牛顿环置于n1的液体中，条纹如何变？ 暗环半径 明环半径 条纹半径? 实用的观测公式: ▲测透镜球面半径R: 已知? , 测出m, rk+m, rk, 可得R ▲测? :已知R, 测出m, rk+m, rk, 可得? ▲检测透镜球表面质量 若条纹如图,说明待测透镜球B 表面不规则, 曲率半径有误差 k=0,1,2,...喑纹 一圈暗条纹表示球面有?/2误差。 牛顿环应用 标准验规 待测透镜 暗纹 ? * 测量透镜的曲率半径 11-4 劈尖 牛顿环 * S L 例2 如图所示为测量油膜折射率的实验装置，在平面玻璃片G上放一油滴，并展开成圆形油膜，在波长 的单色光垂直入射 G 下，从反射光中可观察到油膜所形成的干涉条纹．已知玻璃的折射率为 ，油膜的折射率 ，问：当油膜中心最高点与玻璃 11-4 劈尖 牛顿环 * S L 片的上表面相距 时，干涉条纹是如何分布的？可看到几条明纹？明纹所在处的油膜厚度为多少 ? G 解 条纹为同心圆 明纹 11-4 劈尖 牛顿环 * 油膜边缘 由于 故可观察到四条明纹 . 11-4 劈尖 牛顿环 * 讨论 油滴展开时，条纹间距变大，条纹数减少 11-4 劈尖 牛顿环 * 　等厚干涉总结 (1)干涉条纹为光程差相同的点的轨迹，即膜的厚度相等的点的轨迹. 11-4 劈尖 牛顿环 劈尖 R r d 牛顿环 (2)厚度线性增长条纹等间距（劈尖条纹等宽平行），厚度非线性增长条纹不等间距（牛顿环条纹中心稀疏边缘密集的圆环中心条纹比边缘的宽）. (3)条纹的动态变化分析（ 变化时） ii)? 变大条纹密集； ? 变小条纹稀疏。 i)向上平移时，条纹左移； 向下平移时，条纹右移。 d变化 ?/2，条纹移动b。 (4)半波损失需具体问题具体分析. 第 十一章 光学 11-4 劈尖 牛顿环 物理学 第五版