干涉检验平面平整的原理

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  杨文通03 2016-12-02 01:36:53

  薄膜干涉把金属丝圆环在肥皂液里蘸一下，环上就形成一层肥皂液薄膜．用单色光照射薄膜，薄膜上就产生明暗相间的干涉条纹（图6-4）．产生这种现象是由于照射到膜上的光会从膜的前表面和后表面分别反射回来，形成两列波（分别如图中的实线和虚线所示），这两列波是由同一入射波产生的，因此频率相同，相差恒定，能够产生干涉．竖立的肥皂薄膜在重力作用下成为上薄下厚的楔形，在薄膜的某些地方，反射回来的两列波恰好波峰和波峰（或者波谷和波谷）叠加，光振动加强，产生亮条纹；在另外一些地方，恰好波峰和波谷叠加，光振动削弱，产生暗条纹．这就是薄膜干涉的原因．肥皂泡在太阳光照耀下会出现彩色的条纹，也是由薄膜干涉产生的．白光中每种色光的波长不同，所以在薄膜某一厚度的地方，某一波长的反射光互相加强，就出现这种色光的亮纹；在另一厚度的地方，另一波长的反射光互相加强，就出现另一色光的亮纹．这样，在薄膜上就出现了不同颜色的条纹．检查精密零件的表面质量各种精密零件，例如光学元件，对表面加工的质量要求很高，一般精度要求在几分之一光波波长之内．这样的表面需要用干涉法来检验．如果被检查的表面是一个平面，可以在它的上面放一个透明的标准样板，并在一端垫一薄片，使样板的标准平面和被检查的平面间形成一个劈形的空气薄层（图6-5甲）．用单色光从上面照射，入射光从空气层的上下表面反射出两列光波，于是从反射光中就会看到干涉条纹．如果被测表面是平的，产生的干涉条纹就是一组平行的直线；如果被测表面某些地方不平，产生的干涉条纹就要发生弯曲（图6-5乙）．从干涉条纹弯曲的方向和程度还可以了解被测表面的不平情况．这种测量的精度可达10-6厘米． 增透膜现代光学装置，如摄影机、电影放映机、潜水艇的潜望镜等，都是由许多透镜和棱镜组成的．光进入这些装置时，在每个镜面上都有一部分光被反射，使得通过装置的光减少，结果成的像就不清晰．计算表明，如果一个装置中包含有六个透镜，那么将有50%左右的光被反射．为了减少光在元件表面上的反射损失，提高成像的质量，可在元件表面涂上一层透明薄膜（一般用氟化镁）．当薄膜厚度是入射光在薄膜介质中波长的 时，在薄膜的两个面上反射的光，路程差恰好等于半个波长，因而互相抵消，这就大大减少了光的反射损失，增强了透射光的强度．这种薄膜叫做增透膜．在通常情况下入射光为白光，增透膜的厚度只能使一定波长的光反射时互相抵消，不可能使白光中的所有波长的光都互相抵消．在选择增透膜的厚度时，一般是使光谱中部的绿光在垂直入射时互相抵消，因为人的视觉对这种光Z敏感．这时光谱边缘部分的红光和紫光并没有完全抵消，所以涂有增透膜的光学镜头呈淡紫色 首先这个检测方法是应用的薄膜（劈尖）发生等厚干涉原理，你懂的吧？首先物理原理你先懂了我才能用数学方法给你讲啊！ 由于这个劈尖的顶角很小，因此可认为平行光线垂直射向上面和下面。 发生干涉的光线是在上表面反射的光和在上表面经折射后在下表面反射回的光线 由于顶角很小，折射几乎不改变方向，可认为光直线射下 于是光程差等于入射点处的劈尖厚度的两倍（高考不考虑半波损失，竞赛要考虑，但这会时得出的结论相反，就是该暗的的地方亮，该亮的地方暗，不改变条纹形状） 就是光程差δ＝2d，δ为介质中半波长的偶数倍处为亮纹，奇数倍处为暗纹。 可见，这里的干涉特点是：干涉条纹分布只与介质厚度有关，同一个厚度对应同一级条纹，因此称为等厚干涉。 就是干涉条纹应该是介质厚度相等的点的轨迹，当平面平整时，厚度均匀变化，条纹为直线。当下面被测面有一凹的话，条纹是等厚的点的轨迹，凹就是厚度增加，于是这里的厚度等于比此处远离劈棱处（厚度为0的地方）的地方的厚度，远离劈棱的地方的轨迹偏到这里来，总体情况就是：条纹向劈棱方向偏。 若有一凸也就知道了吧，向远离劈棱的方向偏。 ZD抓住：等厚干涉，同一个厚度对应同一级条纹。

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