《物理光学》课程教学资源（PPT课件）分振幅干涉的基本内容回顾、用牛顿环测量透镜的曲率半径、平面干涉仪、迈克耳逊干涉仪、泰曼干涉仪、傅立叶变换光谱仪

分振幅干涉的基本内容 顾

分振幅干涉的基本内容 回顾

分振幅干涉的基本内容回顾 ■两类分振幅干涉装置:平行平板、楔形平板 ■其共同的作用是产生两束相干光。 ■在使用扩展光源时,该装置产生的干涉在整 个干涉场内是有两种干涉条纹同时存在的。 种是杨氏非定域条纹,其对比度随光源尺 寸的扩展而下降 另一种是定域条纹,在一定区域内其对比度 随光源尺寸的扩展下降不明显或不降

分振幅干涉的基本内容回顾 ◼ 两类分振幅干涉装置：平行平板、楔形平板 ◼ 其共同的作用是产生两束相干光。 ◼ 在使用扩展光源时，该装置产生的干涉在整 个干涉场内是有两种干涉条纹同时存在的。 ◼ 一种是杨氏非定域条纹，其对比度随光源尺 寸的扩展而下降。 ◼ 另一种是定域条纹，在一定区域内其对比度 随光源尺寸的扩展下降不明显或不降

分振幅干涉的基本内容回顾 ■两类分振幅干涉装置产生的定域干涉图 条纹)分别对应于: 平行平板—等倾条纹 ■楔形平板—等厚条纹 其共同特点在于: 光程相差△=2 ncos02(+/2)的两束相干 光分别由同一入射光在平板的上下两表面 生 ■其不同点在于

分振幅干涉的基本内容回顾 ◼ 两类分振幅干涉装置产生的定域干涉图 （条纹）分别对应于： ◼ 平行平板——等倾条纹 ◼ 楔形平板——等厚条纹 ◼ 其共同特点在于： ◼ 光程相差Δ=2nhcosθ2(+λ/2)的两束相干 光分别由同一入射光在平板的上下两表面 产生。 ◼ 其不同点在于：

分振幅干涉的基本内容回顾 平行平板—等倾条纹 由于光程差△=2 ncos e2(+λ/2)=mx ■故:若nh是均匀的,则条纹是02的函数; 即,θ2相同,则△相同、m相同 ■此时在观察屏上将形成环形条纹 条纹是入射光对平行平板倾角相同的点的 轨迹,且其定域面在无穷远处,须用望远 系统或在透镜焦平面上来观察其干涉图

分振幅干涉的基本内容回顾 ◼ 一、平行平板——等倾条纹 ◼ 由于光程差Δ=2nhcosθ2(+λ/2)=m λ ◼ 故：若nh是均匀的，则条纹是θ2的函数； ◼ 即， θ2相同，则Δ相同、 m相同； ◼ 此时在观察屏上将形成环形条纹； ◼ 条纹是入射光对平行平板倾角相同的点的 轨迹，且其定域面在无穷远处，须用望远 系统或在透镜焦平面上来观察其干涉图

分振幅干涉的基本内容回顾 干涉图中央干涉级大于边沿干涉级; ■圆形等倾条纹(海定格条纹)的规律: ■条纹的角半径: 1|n、「N-1 t q ■条纹的角间距: △b, 2n2,h ■厚平板产生的圆条纹比薄平板产生的同级圆 条纹半径小,靠近中心的条纹较疏,边沿条 纹较密,当然平板愈厚,条纹也愈密

分振幅干涉的基本内容回顾 ◼ 干涉图中央干涉级大于边沿干涉级； ◼ 圆形等倾条纹（海定格条纹）的规律： ◼ 条纹的角半径： ◼ 条纹的角间距： ◼ 厚平板产生的圆条纹比薄平板产生的同级圆 条纹半径小，靠近中心的条纹较疏，边沿条 纹较密，当然平板愈厚，条纹也愈密。 n h n N 1 1 2 2 '     N q h n n N  −1+ ' 1 1  

分振幅干涉的基本内容回顾 楔形平板——等厚条纹 由于光程差△=2 ncos e2(+λ/2)=mx 在02较小时,△是h(x)的函数。 干涉图中等强度点的轨迹与nh(x)相同, 即千涉条纹是等厚度条纹 ■条纹形状为平行于楔棱的直线,其定域面 为上下两表面反射的同一入射光的交点的 轨迹,在有限远处

分振幅干涉的基本内容回顾 ◼ 二、楔形平板——等厚条纹 ◼ 由于光程差Δ=2nhcosθ2(+λ/2)=m λ ◼ 在θ2较小时,Δ是h（x）的函数。 ◼ 干涉图中等强度点的轨迹与nh（x）相同， 即干涉条纹是等厚度条纹。 ◼ 条纹形状为平行于楔棱的直线，其定域面 为上下两表面反射的同一入射光的交点的 轨迹，在有限远处

分振幅干涉的基本内容回顾 ■由于两相干光束会聚角为20, ■a楔形板的楔角。 ■则,等厚条纹的间距为e 2na 由△=2 ncos0,(+/2)=m可知 ■随着02的增大,条纹将会发生弯曲,其规 律是朝向楔棱方向凸出。 ■薄膜的干涉与此原理相同,也是等厚条纹

分振幅干涉的基本内容回顾 ◼ 由于两相干光束会聚角为2α， ◼ α楔形板的楔角。 ◼ 则，等厚条纹的间距为 ◼ 由 Δ=2nhcosθ2(+λ/2)=m λ可知 ◼ 随着θ2的增大，条纹将会发生弯曲，其规 律是朝向楔棱方向凸出。 ◼ 薄膜的干涉与此原理相同，也是等厚条纹。   n e 2 =

§3-8用牛顿环测量 透镜的曲率半径

§3－8用牛顿环测量 透镜的曲率半径

§3-8用牛顿环测量透镜的曲率半径 此为应用等厚条纹进行测量的实例 ■可测量透镜的曲率半径,是目前光学零件 加工现场对零件进行检验的最常用方法。 如图3-44所示, 当以单色光垂直照明时, 在空气层形成一组以接触 点o为中心的中央疏、边沿密 的圆环条纹,此即为牛顿环:

§3－8用牛顿环测量透镜的曲率半径 ◼ 此为应用等厚条纹进行测量的实例， ◼ 可测量透镜的曲率半径，是目前光学零件 加工现场对零件进行检验的最常用方法。 ◼ 如图3－44所示， ◼ 当以单色光垂直照明时， 在空气层形成一组以接触 点o为中心的中央疏、边沿密 的圆环条纹，此即为牛顿环： r R h C O

§3-8用牛顿环测量透镜的曲率半径 若测出由中心向外计算第N个暗环的半径为 r,则,由几何关系r2=R2-(R-h2=2Rh-h2 般R较h大的多,即R>>h贝 ■h=r2/2R 此第N个暗环的干涉级为N+1/2, 对应光程差为2h+/2=(N+1/2)h=N/2 ■R=2/N入

§3－8用牛顿环测量透镜的曲率半径 ◼ 若测出由中心向外计算第N 个暗环的半径为 r，则，由几何关系 ◼ 一般R较h大的多，即R>>h 则 ◼ h=r2/2R ◼ 此第N个暗环的干涉级为N+1/2 ，则 ◼ 对应光程差为2h+λ/2=(N+1/2)λ h=N∙λ/2 ◼ R=r2/Nλ 2 2 2 2 r = R − (R − h) = 2Rh − h