等倾干涉等厚干涉
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等倾干涉和等厚干涉对光源的要求等倾干涉是指入射光线与干涉体的表面成反射角相等的干涉现象。
当入射光线与干涉体的表面成等倾角时,反射光线之间发生干涉,形成明暗条纹。
这种干涉要求光源具有相干性。
相干性是指光源发出的波列的波长和相位存在一定的关系,从而形成干涉现象。
具体来说,等倾干涉要求光源满足以下要求:1.单色性:光源发出的光是单色光,即波长非常单一,能够形成相干的波列。
常见的单色光源有激光器和狭缝照明源。
2.空间相干性:指光源发出的波列必须具有一定的空间相干长度,才能形成干涉现象。
空间相干长度是指光源发出的波列在空间中保持干涉的最大长度。
常见的具有空间相干性的光源有激光器和小孔照明源。
3.平直度:光线要求平直,即光线通过的介质应当是均匀的,没有弯曲或折射等现象的发生。
等厚干涉是指在光的干涉过程中,干涉体的厚度是相等的,从而导致干涉条纹的发生。
等厚干涉是一种特殊的等倾干涉,但对于光源的要求会有所不同。
等厚干涉要求光源具备相干性和宽带性。
相干性要求光源发出的波列具有相干性,即波长和相位具有一定的关系。
宽带性要求光源发出的光具有宽带性,即具有一定的频谱宽度。
具体来说,等厚干涉要求光源满足以下要求:1.带宽:光源发出的光具有一定的频谱宽度,这样才能够形成干涉条纹。
如果光源的光谱过于狭窄,干涉条纹可能会变得模糊不清。
因此,宽带光源如白光、白炽灯等可以用于等厚干涉。
2.平直度:光线要求平直,即光线通过的介质应当是均匀的,没有弯曲或折射等现象的发生。
对于等倾干涉和等厚干涉,要求光源具有相干性是一个重要的共同点。
等倾干涉和等厚干涉都是基于光的波动性和相干性的干涉现象,需要具备相干性的光源才能够产生干涉条纹。
但对于光源的具体要求会有所不同,等厚干涉对光源的带宽要求更宽,允许使用宽带光源,而等倾干涉则对光源的单色性要求更高。
目录本科生毕业论文诚信声明 (1)等厚干涉与等倾干涉的比较 (2)中文摘要 (2)英文摘要 (2)1. 引言 (2)2 等厚干涉和等倾干涉 (2)2.1等厚干涉 (2)2.2等倾干涉 (3)3.干涉条纹之比较 (4)3.1 牛顿环干涉条纹的半径和间距 (4)3.2等倾干涉条纹的半径和间距 (4)3.3 两种干涉条纹形状的比较 (5)4 .干涉条纹移动规律之比较 (5)参考文献 (5)致谢 (6)本科生毕业论文诚信声明本人郑重声明:所呈交的本科毕业论文,是本人在指导老师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,成果不存在知识产权争议,除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
作者签名:二0一年月日等厚干涉与等倾干涉的比较刘xx,付文羽(陇东学院电气工程学院,甘肃庆阳 74500)摘要:对牛顿环等厚干涉和薄膜等倾干涉条纹形成原理, 干涉条纹的半径、间距、干涉级次等进行比较和分析, 揭示两种相似条纹的本质区别。
关键词:等厚干涉等倾干涉条纹半径条纹间距干涉级次Thickness Interference And Isoclinic InterferenceLIU xx, FU Wen-yu(Electrical Engineering College,Longdong University,Qingyang 74500,Gansu)Abstract:Of Newton ring thickness interference and film isoclinic interference fringe formation principle, the radius of the interference fringes,spacing,interference levels compare and analysis,reveals the essential difference between two similar stripe.Key Words: Isopach interference Isoclinic interference Stripe radiusFringe spacing Interference levels1 引言在光学教学中,关于等倾干涉和等厚干涉学生理解起来往往比较困难,有时显得似是而非,容易望文生义从字面上认为“等厚干涉”是指薄膜厚度是等厚的干涉这一错误结论,从而把等倾干涉和等厚干涉混淆起来,笔者通过几年的教学,总结出了等倾干涉和等厚干涉的异同点,以便学习。
简述平行平板的等倾干涉条纹与等厚干涉牛顿环的相同点与不同点平行平板的等倾干涉条纹和等厚干涉牛顿环这两种干涉现象都是由交叉的光波的相位差所引起的,它们有一些相同的点也有一些不同的点。
一、相同点:1. 它们都是干涉现象:平行平板的等倾干涉条纹和等厚干涉牛顿环是干涉现象,它们都是由交叉的光波的相位差引起的,当光波经过相互交叉或者经过反射、折射、聚焦时,它们的波长和频率完全一样,但是它们的相位差会产生叠加或者抵消,从而产生干涉现象。
2. 它们产生的干涉图形都是间断明暗的干涉条纹:平行平板的等倾干涉条纹和等厚干涉牛顿环的干涉图像都是由一系列条纹构成的,这些条纹有的灰暗,有的亮亮的,当光波的波矢性或波长发生变化时,这些暗淡和明亮的条纹会随之变化。
3. 它们都用来测量波长:平行平板的等倾干涉条纹和等厚干涉牛顿环的最终观察的条纹空间间隔的大小是与波长相关的,它们可以用来测量波长,因此它们通常用于光栅测试中,用来检测准确的光波长度,或者用来检测物体的形状和尺寸。
二、不同点:1. 工作原理有所不同:平行平板的等倾干涉条纹是将光束从半透明面反射出去,当光线反射出去后,将产生两束束光,它们是相等但是不相位的,而等厚干涉牛顿环是由两束光波在非引力场中摆动而产生的,这两束光波是长度相等但是不相等的,它们在活动过程中会受到彼此的影响。
2. 只能测量一种波长:平行平板的等倾干涉条纹只能用于测量光波的一种特定波长,而等厚干涉牛顿环可以用于测量不同波长的光波,它可以测量两个和以上的波长,使干涉图形复杂起来,每个干涉现象的条纹之间的角度也会有变化,因此可以通过观察不同角度的条纹,来测量不同波长。
3. 观察的对象不同:平行平板的等倾干涉条纹是观察镜面,而等厚干涉牛顿环是观察屏幕,这两种方式是不同的,有一定的区别。
总之,平行平板的等倾干涉条纹和等厚干涉牛顿环有一些相同的点也有一些不同的点,它们的工作原理、可以测量波长的能力和观察对象等等都有所不同,但是它们都有一个共同的特点,就是它们都是干涉的一种现象,最终观察出来的事间断明暗的干涉条纹。
迈克尔逊等倾及等厚干涉图样前言:在大学物理实验中,使用的是传统迈克尔逊干涉仪,其常见的实验内容是:观察等倾干涉条纹,观察等厚干涉条纹,测量激光或钠光的波长,测量钠光的双线波长差,测量玻璃的厚度或折射率等。
本文用Mathematica软件数值模拟了迈克尔逊等倾及等厚干涉,并用Origin软件处理数据,得到了等倾及等厚干涉图样。
1. 迈克尔逊千涉仪中等倾等厚干涉条纹1.1迈克尔逊等倾干涉是薄膜干涉的一种。
薄膜此时是均匀的,光线以倾角i入射,上下两条反射光线经过透镜作用汇聚一起,形成干涉。
由于入射角相同的光经薄膜两表面反射形成的反射光在相遇点有相同的光程差,也就是说,凡入射角相同的就形成同一条纹,故这些倾斜度不同的光束经薄膜反射所形成的干涉花样是一些明暗相间的同心圆环.这种干涉称为等倾干涉。
倾角i相同时,干涉情况一样(因此叫做"等倾干涉")h一定时,干涉级数愈高(j愈大),相当于i2愈小.此外,等倾干涉条纹只呈现在会聚平行光的透镜的焦平面上,不用透镜时产生的干涉条纹应在无限远处,所以我们说等倾干涉条纹定域于无限远处。
2.1.1光程差公式薄膜干涉中两相干光的光程差公式(表示为入射角的函数形式)为式中n为薄膜的折射率;n0为空气的折射率;h为入射点的薄膜厚度;i0为薄膜的入射角;+λ/2为由于两束相干光在性质不同的两个界面(一个是光疏-光密界面,另一是光密-光疏界面)上反射而引起的附加光程差;λ为真空中波长。
薄膜干涉原理广泛应用于光学表面的检验、微小的角度或线度2.1.1干涉图样当光程差为波长整数倍时,形成亮条纹,为半波长奇数倍时是暗条纹。
等倾条纹是内疏外密的同心圆环。
2.2迈克尔逊干涉仪等候干涉图样薄膜干涉分为两种一种叫等倾干涉,另一种称做等厚干涉。
等厚干涉是由平行光入射到厚度变化均匀、折射率均匀的薄膜上、下表面而形成的干涉条纹.薄膜厚度相同的地方形成同条干涉条纹,故称等厚干涉.牛顿环和楔形平板干涉都属等厚干涉.2.2.1基本原理当一束平行光ab入射到厚度不均匀的透明介质薄膜上,在薄膜的表面上会产生干涉现象。
物理教学内容研究案例--等倾干涉和等厚干涉的差别等倾干涉和等厚干涉是干涉现象的两种形式,它们之间有着一定的差别。
本文将分别介绍等倾干涉和等厚干涉的原理、特点、实验方法和应用,并对它们进行比较分析,以便更好地理解它们之间的差别。
首先,我们将介绍等倾干涉和等厚干涉的基本原理。
一、等倾干涉的原理等倾干涉是指两束光波以等角度入射到一块平行双面玻璃或石英玻璃板上,在受到反射后形成干涉条纹的现象。
在等倾干涉实验中,我们可以用一块平行双面玻璃或石英玻璃板将一束光波分为两束,再将这两束光波重新相遇在另一块相同的平行双面玻璃或石英玻璃板上,这时就会观察到明暗交替的干涉条纹。
这是因为在双面玻璃或石英玻璃板上,由于反射和折射的作用,光波在不同位置形成了不同相位的差异,进而产生了干涉现象。
二、等倾干涉的特点等倾干涉具有明显的特点,其中包括以下几点:1.干涉条纹清晰明确,呈现出直线或弧线的条纹模样;2.两个入射光线的夹角恒定,即角度相等或近似相等;3.干涉条件比较宽松,只要入射角度基本相等即可产生干涉现象。
三、等倾干涉的实验方法进行等倾干涉实验时,我们可以采用以下步骤进行:1.准备一块平行双面玻璃或石英玻璃板,通过光源将其照射;2.观察干涉现象,并记录下干涉条纹的分布情况和特点;3.在实验中,我们可以通过改变光源的位置、角度或波长等参数,来观察干涉条纹的变化。
四、等倾干涉的应用等倾干涉在实际应用中有着广泛的应用,其中包括:1.利用等倾干涉可以测量材料的折射率和薄膜厚度;2.可以利用等倾干涉进行光学元件的检测和校准;3.在天文学和地质学中,等倾干涉也被广泛应用于距离和形状的测量等方面。
接下来,我们将介绍等厚干涉的原理、特点、实验方法和应用。
五、等厚干涉的原理等厚干涉是指在两个相距较远的平行面上,由于膜厚的变化所产生的干涉现象。
当两个平行面之间有一薄膜时,在入射光线与薄膜表面发生反射和折射后,在两个平行面上形成了干涉条纹。
这一干涉现象即为等厚干涉。