几何光学——光的干涉

解:我们看到圆形视场内的条纹形状肯定是空气薄膜等厚点的轨迹。诸条纹突出于直线的部位所对应的是一条横带。条纹凸向空气膜的薄端,故和横带对应的工件表面处一定是一条凹痕。只有这样,才能保证凹痕处的空气膜厚和没有凹痕处的空气膜厚相等,从而构成一条K值相等的等厚条纹。

条纹间距b和膜厚改变量?2对应,故凹痕深度约为?ab???2?。 8、将圆形玻璃平晶扣压在待测玻璃表面上方,从正上方看到等厚条纹为一组间距相等的圆条纹,如图3—4所示,且最外圈和中央均为相消干涉的暗光强,共看到三个相等的条纹间距。当向平晶上均匀施压时,看到最外圈暗纹不动,诸干涉圈问内均匀收缩,条纹间距相等且变大。试判断待测平面的几何形状,它与平晶平面最大间距是多少?

图3-4 图3-5

解:根据习题7有关等厚干涉条纹的分桥,容易判断待测面的形状如图3-5所示,是一个倒立圆锥面。锥面母线OA的直线性保证等厚条纹是等间距的。圆锥面的形状保证了等厚点轨迹是同心圆。施压时外黑圈不动则表示平晶和待测面于外圈接触,暗纹是半波突变造成的。锥顶O的深度为1.5?,是视场中共有三个条纹间距的缘故。

填空题

9、椭圆偏光是两个有固定位相关系、振动方向互相垂直的线偏光的非相干叠加的结果。

10、两束光波的相干条件是两光波有相互平行的振动分量,且两光波在会合处有不随时间而变的确定位相差。

11、干涉定义是干涉项2A1?A2cos?在测量时间间隔τ内的时间平均值不为零所形成的光波叠加称之为干涉。

12、从时间相干性的角度来看,要获得很明显的干涉现象,必须使应选用单色性好、波列长度L较长的准单色光源,并且使光程差Δ不要太大,才能获得可见度较高的干涉场。

13、要获得很明显的杨氏干涉条纹,在普通准单色光照明下,必须使 。

14、薄膜等倾干涉条纹定域于 ,必须用 来进行观察;薄膜等厚干涉条纹定域于 ,应该用 进行观察。

15、等倾圆条纹的间距中央部位的较 ,边缘部位的较 ;膜厚d较大的等倾圆条纹要比d较小的要 。

16、下列表格从多方面比较了牛顿环和迈克尔逊干涉仪的圆条纹。试将正确答案填入表的空格内。 牛顿环 迈克尔逊 圆条纹 1.分波前 2.分振幅 1.等倾干涉 2.等厚干涉 1.双光束 2.多光束 3.多光束按双光束处理 1.定域无限远 2.不定域 3.定域膜表面附近 1.中央k值较高 2.中央k值较低 中央斑点 1.亮 2.暗 3.不定 略增加d,条纹 1.内陷 2.外冒 略增加d,某处条纹间距1.变小2.变大3.不变 由中央往外数,第m个条纹的半径 按1.m 2.m12 3. m?12的规律分布 选择题

17、下列哪种说法是正确的?()

1)相干叠加服从光波的叠加原理,非相干叠加不服从光波叠加原理。

2)光强可以直接相加的就服从光波叠加原理,否则就不服从。

3)椭圆偏光是同频率、有确定位相关系的两个电振动的叠加,是干涉的结果。

18、因3—6中的圆代表A、B两波源发出的波在某一时刻的波峰位置。试问:哪些点是相长干涉点?()哪些点是相消干涉点?()

图3-6

19、图3—7中P和Q是两个同初位相的相干涉波源。试问哪一个图中的线表示相干结果相同点的轨迹?()

图3-7

20、由两个不同的光源发出的两个白光光束,在空间某处相遇是不会产生干涉图样的,这是由于()

1)白光是由许多不同波长的光组成。 2)两个光束的光强不一样。 3)不同波长的光其传播速度不—样。 4)两个光源是独立的不相干光源。

5)从两个不同光源所发出的光,其频率不会恰好相等。

21、如图3—8所示的是观察液体尖劈薄膜等厚干涉的装置,现作下列五种单项的改变,

1)增加液体尖劈的劈角, 2)加强光强,

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