§3-8用牛顿环测量透镜的曲率半径.ppt

分振幅干涉的基本内容回顾
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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。
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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:
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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。
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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。
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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。
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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。
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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
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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
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