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光学教程
1.3.6.2 二、等倾干涉
二、等倾干涉

由式(1-38)可知,对于上下表面平行的薄膜,光程差取决于入射角,由单色扩展光源发出的光波,只要有相同的倾角(即入射角),经薄膜反射后的相干光有相同的光程差,因而这些反射光经透镜后在其焦平面上就有相同的光强度,形成同一级干涉条纹,这种干涉现象称为等倾干涉。

图1-15是一种用来观察等倾干涉条纹装置的平面图,其中M是45°角放置的半反射镜,从扩展光源上不同点S和S'发出的平行光,如SA与S'A',SB与S'B',经半反射镜M反射后,入射薄膜时将有相同的入射角,这些光经薄膜反射后形成的相干光仍是平行光,透过半反射镜后被透镜会聚于焦平面上的同一点处。扩展光源各点发出的具有相同入射角的光线形成的同一级干涉条纹是以轴线OO'与屏幕交点O为圆心的同心明或暗圆环。

图1-15 观察等倾干涉装置平面图

等倾干涉图样是一组明暗相间的同心圆环,条纹的明暗由下式决定

由式(1-40)可知,薄膜厚度h一定时,干涉条纹的级数越高(j越大)则折射角r越小,亦即入射角i越小。干涉花样中圆心的条纹级数最高,边缘条纹的级数较低。当h连续增大时,可看到各级条纹都在向外移动,这是因为对任一指定的j级条纹,乘积hcosr必须保持不变,随着薄膜厚度h的增加,cosr应减小,相应的r增大,因此j级条纹半径变大。反之,当h连续减小时,可看到各级条纹都向内移动,并逐渐收缩而在中心处消失。