1.2.1 牛顿环
牛顿环也被称作“牛顿圈”,是牛顿首先发现的,在光学上属于薄膜干涉的一种,它所形成的干涉图样是一些明暗相间的同心圆环[5]。把一个曲率较大的凸透镜放在玻璃板上,保持凸面与玻璃板紧密接触。当用单色光垂直向下照射时,就会形成一个个明暗相间的圆形条纹,与玻璃板接触的地方由于有半波损失,所以是暗斑。当用白光照射时,条纹为彩色的,且明暗依次排列。由于凸透镜的厚度不是均匀变化,所以形成的条纹也不是均匀的,由内到外排列趋于紧密。
1.2.2 劈尖
取两个玻璃板,一端紧密接触,并保持一很小的角度,形成劈尖。当用单色光照射时,它形成的干涉条纹是明暗相间的条纹,并且是均匀分布的。当用复色光照射时,形成的干涉条纹是彩色的,也是均匀分布。如果知道劈尖的角度以及条纹间距,就可以测出光波的波长。同理,如果知道入射光的波长,就可以检测玻璃板表面是否平整。
1.3 常见的几种应用
1.3.1 测量薄膜厚度
薄膜厚度的测量一般采用空气劈尖干涉的方法。将薄膜覆盖在一片玻璃片上,在其上盖上另一片玻璃片,保持一端紧密接触,并有一很小的角度,以形成空气劈尖[6.7]。当用单色光(实验采用的是钠光灯)或者复色光(实验采用汞灯)照射时,就会形成明暗相间的干涉条纹,并且在显微镜下清晰可见。由于下面的玻璃片上覆盖的有待测薄膜,改变了空气劈尖的厚度,也就是改变了光程差,从而引起干涉条纹的分布变化。
干涉条纹的第k级暗条纹的位置可以由公式(1.1)得到,
(1.1)
得到的干涉条纹平行于劈尖的棱边,并且每一条干涉条纹k都有一个与之对应的劈尖厚度 相对应.任意两相邻的暗条纹之间的距离 可以由(1.2)式决定
(1.2)
式中 为劈尖的夹角。可以看出,干涉所得到的条纹都是等间距的,并且与角度 有很大的关系: 越小, 越大,反之亦然.覆盖了薄膜的一侧的第 级暗条纹的位置可以由(1.3)式确定
(1.3)
条纹移动的距离 满足 (1.4)
综合(1.2)、(1.4)可得到 (1.5)
因此,只要用读数显微镜测量出了相邻两暗条纹之间的距离 ,就可由式(1.5)计算出薄膜的厚度。
1.3.2测量液体的折射率[8]
众所周知,当用单色光照射劈尖时,在劈尖的上表面附近会形成明暗相间的条纹。条纹的间距与劈尖的折射率和入射光的波长有关(假设夹角θ不变),在已知夹角θ的情况下,如果知道入射光的波长λ和劈尖折射率n中的其中一个,就可以计算出另外一个,测量液体折射率就是基于这样的原理[9]。
当夹角θ可以当作常量时,已知空气折射率为n1,采用单色光照射时,会产生明暗相间的条纹。在仪器上读出条纹的间距d1,并记下。随后在劈尖内滴入待测液体,并填满劈尖。假设折射率为n2,读出条纹间距d2。
根据折射率与夹角 和测得的数据之间的关系,可以得出 ,由于角度很小,则可以得到 (1.6)
- 上一篇:基于傅里叶变换的双目视觉三维测量技术研究
- 下一篇:Monte Carlo脉冲光在浑浊介质中展宽效应的数值模拟
-
-
-
-
-
-
-
河岸冲刷和泥沙淤积的监测国内外研究现状
大众媒体对公共政策制定的影响
十二层带中心支撑钢结构...
酸性水汽提装置总汽提塔设计+CAD图纸
乳业同业并购式全产业链...
电站锅炉暖风器设计任务书
当代大学生慈善意识研究+文献综述
java+mysql车辆管理系统的设计+源代码
中考体育项目与体育教学合理结合的研究
杂拟谷盗体内共生菌沃尔...