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《光学教程》中的一种干涉现象:劈尖干涉

时间:2023-11-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:楔角α越大,条纹间距越小,干涉条纹越密,如果楔角过大,干涉条纹就将密得无法分开,因此干涉条纹只能在楔角很小的劈尖上观察到,对劈尖干涉有如果照射光不是单色光,则各单色成分的光波各自形成一套干涉图样,同一级干涉条纹中,波长越短的对应的膜厚越小。

《光学教程》中的一种干涉现象:劈尖干涉

图1-17是上下表面夹角为α的楔形薄膜,称为劈尖。把两块平板玻璃一端接触,另一端放入一薄片(如纸片),这样在两块平板玻璃之间就形成了一劈尖状空气层,称为空气劈尖,如图1-18所示。

图1-17 劈尖等厚干涉条纹

图1-18 空气劈尖

当用单色平行光垂直入角到劈尖上时,由于α角很小,可认为平行光垂直于薄膜上下表面,根据式(1-41),第j级亮条纹和暗纹对应薄膜的厚度hj应为

相邻两亮条纹或暗条纹对应的薄膜厚度差为

对于空气劈尖,相邻两亮条纹或暗条纹对应的厚度差为

设两相邻明条纹或暗条纹之间的距离为l,则有

即(www.xing528.com)

劈尖干涉中,棱边(上下表面的交线)处膜厚为零,光程差为,形成暗条纹。由式(1-44)可知,相邻干涉条纹的间距是相等的,因此劈尖产生的等厚干涉条纹是一组与棱边平行的明暗相间等距的直条纹。楔角α越大,条纹间距越小,干涉条纹越密,如果楔角过大,干涉条纹就将密得无法分开,因此干涉条纹只能在楔角很小的劈尖上观察到,对劈尖干涉有

如果照射光不是单色光,则各单色成分的光波各自形成一套干涉图样,同一级干涉条纹中,波长越短的对应的膜厚越小。用金属丝做成一个框架,在浓肥皂液里蘸一下,形成一个肥皂膜,把它竖直放立,肥皂膜在重力作用下形成上薄下厚的劈尖状,在阳光照射下就可看到呈彩色的干涉条纹。

例1-4:利用空气劈尖测细丝直径,如图例1-4图所示。已知两块玻璃板长20cm,一端相接,另一端夹入待测细丝,用钠光(λ=5893Å)垂直照射,测得30条条纹的间距为4.29cm,求细丝直径。

解:依题意,相邻干涉条纹的间距为

由(1-45)式可求得空气劈尖的楔角为

故细丝直径为

例1-4图

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