《物理光学》第3章光的干涉和干涉仪.pptVIP

等倾条纹的形状与观察望远镜的方位有关,当望远镜物镜的轴与平板垂直时,条纹是一组同心圆环,其中心对应θ1＝θ2＝0的光线。三、圆形等倾条纹1.实验装置当用扩展光源照射时,在焦平面上,仍可看到一组等倾圆环条纹,每一圆环与光源各点发出的相同入射角的光相对应。等倾条纹的位置只与形成条纹的光束入射角有关,而与光源的位置无关。因而光源的扩大,只会增加干涉条纹的强度,而并不会影响条纹的可见度。2.条纹分析根据光程差公式:设中心点的干涉级数为m0，则有：由于m0不一定是整数(即中心未必是最亮点)，令：m0=m1+q，其中m1是最靠近中心的亮条纹的整数干涉级，q是小于1的分数。从右图中可以看出，越接近条纹中心，越小，即光程差越大，干涉级越高，而边缘级次最底。或则从中心向外计算，第N个亮条纹的干涉级次为[m1-(N-1)]，则该条纹的角半径可由下式求出：一般情况下，和都很小，条纹半径:条纹角间距的计算利用等式：两边求微分得：由折射定律可知当θ1、θ2较小可见:靠近中心，级数大，条纹疏，离中心越远，条纹越密 特点:1、愈接近等倾条纹中心，干涉级也愈高。h大则m大；2、条纹的半径与成比例，平板愈厚条纹也愈密，当平板变厚时，中心吐出条纹，条纹间距变小，干涉条纹变密；平板变薄时，中心吞入条纹，间距变大，条纹变疏。3、靠近中心的条纹较疏，离中心愈远条纹愈密。对于同一厚度的薄膜,在某一方向观察到某一波长对应反射光相干相长,则该波长在对应方向的透射光一定相干相消。因为要满足能量守恒。当两反射光干涉要考虑半波损失时,两支透射光之间没有附加的半波损失,其光程差为Δ=2nhcosθ。四、透射光条纹特点:可见度很低，因为反射率较低时，两支透射光的强度相差很大，透射光等倾干涉条纹的可见度很低。第七节楔型平板产生的干涉—等厚干涉如同平行板一样,楔形平板也可以产生非定域和定域干涉。如图所示,在点光源照明的情况下,空间任何平面上都可形成干涉条纹,这种条纹是非定域的。但是当光源是扩展光源时,由于光源上每一点都产生自己的一组非定域条纹,干涉条纹不能够在任何平面上看到,条纹是定域的。点光源照明楔形平板产生的干涉定域面的位置根据关系式b＝λ/β,由β＝0的作图法确定,如下图所示,这些干涉点的轨迹一般来说是一个空间曲面,因此干涉定域为空间曲面。而且当光源与楔形平板的棱边各在一方时,定域面在楔形平板的上方,如图（a）；而当光源与楔形平板在同一方时,定域面在楔形平板的下方（b)。一、定域面位置及定域深度1.定域面的位置楔形平板两表面的楔角愈小,定域面离平板愈远,平板成为平行平板时,定域面过渡到无穷远。在楔形平板两表面的楔角不是太小,厚度足够小,定域面实际上很接近楔形平板和薄膜的表面。日常生活中常见的薄膜干涉:干涉条纹不仅发生在β＝0所确定的定域面上,在定域面附近的区域内也能看到条纹,只是条纹的可见度有所下降。所以说干涉定域具有一定的深度。显然,光源愈大、干涉定域的深度愈小；光源愈小,干涉定域的深度愈大,光源为点光源时,干涉变为非定域的。定域深度与光源大小成反比。2.定域深度薄膜厚度影响定域的深度,对于非常薄的平板,β实际上很小,因而干涉定域的深度很大,干涉定域的深度延伸到薄板的表面,所以当我们把眼睛和观察仪器调节在薄板表面时,能够看到清晰的干涉条纹。干涉场中某一点P附近条纹的清晰度用条纹的对比度(或称可见度)来量度，K定义为:Imax和Imin分别为P点附近的强度极大值和极小值。当Imin=0时，K＝l，可见度有最大值(完全相干）。当Imax＝Imin时，可见度降为零，条纹消失（非相干）。当0IminImax时，0＜K＜1（部分相干）。第四节条纹的对比度影响干涉条纹可见度的主要因素有:光源的大小、光源的非单色性和两相干光束的振幅比。一、光源大小的影响一个单色点光源通过干涉装置所形成的两个相干光源所产生的干涉条纹的强度分布如左下图所示,条纹对比度K=1,条纹最清晰。实际光源不是理想的点光源,它总包含着众多不相干的点源。每个点光源,在干涉装置中都形成一对相干点光源。各对相干点光源在干涉场产生各自的一组条纹。各点光源有不同位置,各组条纹相互间产生一定的位移,如右上图所示。暗条纹的强度不再为零,