1、等厚干涉的特征：等厚干涉是因為平行光入射到厚度有變化的薄膜上、下表面而形成的 干涉條紋.薄膜厚度相同的地方形成相同級數(shù)的明暗干涉條紋，故稱等厚干涉。條紋特點是 對于劈尖干涉，條紋是明暗相間的平行的等間距的干涉條紋。如果是牛頓環(huán)，干涉條紋則是 不等間距的環(huán)狀條紋。測】的方法1）分光計測量光波波長當一束平行光垂直入射到光柵上，產(chǎn)生一組明暗相間的衍射條紋，原理如圖所示，其夫朗和 費衍射主極大下式?jīng)Q定：dsin0 = mA（9 1）式中：d：光柵常數(shù)d = a + b 0 :衍射角 m：主極大級次m = 0， 1， 2此式稱光柵方程由（9 由（9 1）式得：由此可以看出：只要測出任意級次的某一條光譜線

2、的衍射角，即可計算出該光波長。2）用雙縫干涉測量光的波長 如圖所示，電燈發(fā)生的光，經(jīng)過濾光片后變成單色光，再經(jīng)過單縫S時 發(fā)生衍射，這時單縫S相當于一單色光源，衍射光波同時到達雙縫S1 和S2之后，再次發(fā)生衍射，S1、S2雙縫相當于二個步調完全一致的單 色相干光源透過S1、S2雙縫的單色光波在屏上相遇并疊加，S1、S2到 屏上P點的路程分別是rl、r2，兩列光波傳到P的路程差Ar= |r1小， 設光波波長為入。若Ar=欣（n=0, 1，2,），兩列波傳到P點同相，互相加強，出現(xiàn)明條紋.（2）若Ar=（2n-1）入（n=1，2, 3,），兩列波傳到P點反相，互相減弱，出現(xiàn)暗紋.這樣就在屏上得到了

3、平行于雙縫S1、S2的明暗相間的干涉條紋.相鄰兩條明條紋間的距離Ax與入射光波長入，雙縫S1、S2間距離d及雙縫與屏的距離L有關，其關系式為：Ax= d入， 由此，只要測出Ax、d、L即可測出波長入.3）雙棱鏡測量光波波長菲涅耳雙棱鏡（簡稱雙棱鏡）實際上是一個頂角極大的等腰三棱鏡，如圖1所示。它可看成 由兩個楔角很小的直角三棱鏡所組成，故名雙棱鏡。當一個單色縫光源垂直入射時，通過上 半個棱鏡的光束向下偏折，通過下半個棱鏡的光束向上偏折，相當于形成S 1和S 2兩 個虛光源。與楊氏實驗中的兩個小孔形成的干涉一樣，把觀察屏放在兩光束的交疊區(qū)，就可 看到干涉條紋。圖1圖1其中，d是兩虛光源的間距，D

4、是光源到觀察屏的距離，人是光的波長。用測微目鏡的分劃 板作為觀察屏，就可直接從該測微目鏡中讀出條紋間距*值，D為幾十厘米，可直接量出， 因而只要設法測出d，即可從上式算出光的波長人，即X =xd/D (1)測量d的方法很多，其中之一是“二次成像法”，如圖2所示，即在雙棱鏡與測微目鏡之間加入一個焦距為/的凸透鏡L，當D4/時，可移動L而在測微目鏡中看到兩虛光源的縮小像或放大像。分別讀出兩虛光源像的間距d 小像或放大像。分別讀出兩虛光源像的間距d 1和d 2,則由幾何光學可知:d = d = Jd1d 2(2)邁克爾遜干涉儀測波長M2平行M1且相距為d, S發(fā)出的光對M2來說，如S 發(fā)出的光，而對

5、于E處的觀察者來說，S如位于S2一樣。 又由于半反射膜G的作用，M1如同處于S1的位置，所以 E處觀察到的干涉條紋，猶如S1、S2發(fā)出的球面波，它們 在空間處處相干，把觀察屏放在E空間不同位置，都 可以看到干涉花紋，因此這一干涉為非定域干涉。如果把觀察屏放在垂直于S1、S2的位置上，則可以看到 一組同心圓，而圓心就是S1,、S2的連線與屏的交點E。- 設E處(ES2=L)的觀察屏上，離中心點遠處某一點P，EP的距離為R，則 兩束光的光程差為AL = v(L + 2d)2 + R2 - .-L2 + R2Ld時，展開上式并略去d2/L2，則有AL = 2Ld / L2 + R 2 = 2d co

6、s中式中是圓形干涉條紋的傾角。所以亮紋條件為2dcos (p =kX(k=0,1,2,)由此式可知，當k、p一定時，如果d逐漸減小，則cosp將增大，即p角逐漸 減小。也就是說，同一k級條紋，當d減小時，該圓環(huán)半徑減小，看到的現(xiàn)象是 干涉圓環(huán)內縮；如果d逐漸增大，同理看到的現(xiàn)象是干涉條紋外擴。對于中央條 紋，若內縮或外擴N次，則光程差變化為2Ad=NX.式中，Ad為d的變化量，所 以有X=2Ad/N 通過此式則能有變化的條紋數(shù)目求出光源的波長。衍射光柵測波長如右圖所示，有一束平行光與光柵的法線成角，入射到光柵上產(chǎn) 生衍射；出射光夾角為中。從B點引兩條垂線到入射光和出射光。如果在F處產(chǎn)生了一個明

7、條紋，其光程差CA+AD必等于波長*的整數(shù)倍，即d （d （sin 中 土 sin i） = mk（1）m為衍射光譜的級次，0，L2,3 .由這個方程，知道了d&，k中的三個量，可以推出 另外一個。若光線為正入射，i = 0，則上式變?yōu)椋?）d sin 中=mk（2）其中？m為第m級譜線的衍射角。據(jù)此，可用分光計測出衍射角？m，已知光柵常數(shù)可求波 長。歷史牛頓曾致力于顏色的現(xiàn)象和光的本性的研究。牛頓環(huán)是他在進一步考察胡克研究的肥皂 泡薄膜的色彩問題時提出來的。他把一個磨得很精、曲率半徑較大的凸透鏡的凸面，壓在 一個十分光潔的平面玻璃上，在白光照射下可看到，中心的接觸點是一個暗點，周圍則是明 暗

8、相間的同心圓圈，這一現(xiàn)象后來被稱為“牛頓環(huán)”。按理說，牛頓環(huán)乃是光的波動性的最 好證明之一，可牛頓卻不從實際出發(fā)，而是從他所信奉的微粒說出發(fā)來解釋牛頓環(huán)的形成。 他認為光是一束通過窨高速運動的粒子流，因此為了解釋牛頓環(huán)的出現(xiàn)，他提出了一個“一 陣容易反射，一陣容易透射”的復雜理論。根據(jù)這一理論，他認為“每條光線在通過任何折 射面時都要進入某種短暫的狀態(tài)，這種狀態(tài)在光線得進過程中每隔一定時間又復原，并在每 次復原時傾向于使光線容易透過下一個折射面，在兩次復原之間，則容易被下一個折射面的 反射?！彼€把每次返回和下一次返回之間所經(jīng)過的距離稱為“陣發(fā)的間隔”。實際上，牛頓 在這里所說的“陣發(fā)的間隔”就是波動中所說的“波長”。為什么會這樣呢？牛頓卻含糊地說： “至于這是什么作用或傾向，它就是光線的圓圈運動或振動，還是介質或別的什么東西的圓 圈運動或振動，我這里就不去探討了。”因此，牛頓雖然發(fā)現(xiàn)了牛頓環(huán)，并做了精確的定量測定，可以說已經(jīng)走到了光的波動說 的邊緣，但由于過分偏愛他的微粒說，始終無法正確解釋這個現(xiàn)象。事實一，這個實驗倒可 以成為光的波動說的有力證據(jù)之一。直到19世紀初，英國科學家托馬斯.楊才用光的波動 說完滿地解釋了牛頓環(huán)實