等厚干涉英文解释翻译、等厚干涉的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 equal thickness interference
分词翻译:
等的英语翻译:
class; grade; rank; wait; when
【机】 iso-
厚的英语翻译:
deep; favour; large; stress; thick
【医】 pachy-
干涉的英语翻译:
interfere; intervene; intermeddle; interpose; meddle; interference
interposition
【化】 interference
【医】 interfere; interference
专业解析
等厚干涉(Interference of Equal Thickness),是光学中薄膜干涉的一种重要类型,指当光照射在厚度不均匀但折射率均匀的透明薄膜上时,相同厚度处的光程差相同,从而产生明暗相间的干涉条纹的现象。其英文术语直译为 "Interference of Equal Thickness",也称为 "Fizeau Interference"。
核心原理与特征:
- 发生条件: 光照射在厚度不均匀(例如楔形空气膜、牛顿环装置中的空气隙)但折射率均匀的薄膜上,通常在薄膜的两个表面发生反射(或折射)产生相干光。
- 干涉机制: 来自薄膜上下表面反射的两束相干光相遇时发生干涉。其光程差(Δ)主要由薄膜厚度(d)和入射角决定。对于垂直入射或近似垂直入射的常见情况,光程差公式为:
$$
Delta = 2nd + frac{lambda}{2}
$$
其中:
n
是薄膜的折射率,
d
是薄膜在入射点处的厚度,
λ/2
是附加光程差(半波损失),通常发生在光从光疏介质射向光密介质反射时。
- 条纹特征: 干涉条纹的形状直接反映了薄膜的等厚线(厚度相等的点的轨迹)。例如:
- 楔形薄膜: 产生平行于楔棱的直条纹。
- 牛顿环: 产生以接触点为中心的明暗相间的同心圆环(等厚线是圆)。
- 不规则薄膜: 条纹形状与薄膜的等厚线形状一致。
- 条纹间距: 相邻明纹(或暗纹)对应的薄膜厚度差(Δd)是固定的,对于波长 λ 的光,有 Δd = λ/(2n)。因此,薄膜厚度变化越陡(梯度越大),条纹越密集;厚度变化越缓,条纹越稀疏。
观测与应用:
- 观测方法: 通常使用扩展光源(如钠光灯)照射薄膜,在反射光或透射光中用透镜或眼睛观察干涉图样。反射光中的干涉条纹通常比透射光的更清晰。
- 主要应用:
- 检测光学元件表面质量: 利用等厚干涉条纹的形状和间距变化,可以高精度检测平面、球面等光学元件的平整度、曲率半径等(如用平晶检测平面)。
- 测量微小长度、角度: 通过测量条纹间距或移动量,可以计算薄膜的厚度变化、楔形薄膜的夹角等。
- 研究薄膜性质: 用于分析薄膜的厚度分布、折射率等。
- 牛顿环实验: 是等厚干涉的经典演示,用于测量透镜曲率半径或光波波长。
参考来源:
- 《光学教程》(姚启钧原著,华东师大光学教材编写组改编),高等教育出版社 - 薄膜干涉章节详细阐述了等厚干涉原理、牛顿环及应用。
- MIT OpenCourseWare - Physics III: Vibrations and Waves - 课程材料包含薄膜干涉(包括等厚干涉)的物理原理和公式推导。
- HyperPhysics (Georgia State University) - "Thin Film Interference" 条目清晰解释了等厚干涉与等倾干涉的区别及条纹特征。
- University of Toronto Department of Physics - Lab Manuals - 牛顿环实验指导书通常包含对等厚干涉原理及其在测量中应用的说明。
网络扩展解释
等厚干涉是薄膜干涉的一种形式,其核心特征是干涉条纹的形成与薄膜厚度分布直接相关。以下从定义、原理、公式及应用等方面进行详细解释:
一、定义与基本概念
等厚干涉是指平行光入射到厚度变化均匀、折射率均匀的薄膜表面时,上下表面反射的光因光程差不同而形成干涉条纹的现象。同一厚度处的光程差相同,对应同一级干涉条纹,因此条纹形状与薄膜的等厚线一致。
二、形成条件与原理
-
形成条件:
- 入射光为平行光(如激光或准直光)。
- 薄膜厚度不均匀但变化平缓,折射率均匀。
- 上下表面反射的光存在光程差。
-
原理:
当光从薄膜上下表面反射时,两束反射光的光程差由薄膜厚度((d))和折射率((n))决定。若考虑半波损失(如光从光疏介质到光密介质反射时的相位突变),光程差公式为:
$$
Delta = 2nd + frac{lambda}{2}
$$
其中,(lambda)为光波长。当(Delta = klambda)((k)为整数)时形成明纹,(Delta = (2k+1)frac{lambda}{2})时形成暗纹。
三、典型实例
-
牛顿环:
由平凸透镜与平面玻璃间的空气膜形成同心圆环状条纹,中心为暗斑。同一圆环对应空气膜厚度相同,属于典型的等厚干涉。
-
劈尖干涉:
两玻璃板间形成楔形空气膜,产生平行于棱边的明暗相间直条纹。条纹间距与劈尖角成反比。
四、特征与应用
-
特征:
- 条纹形状与薄膜等厚线一致。
- 条纹间距反映厚度变化速率,可用于测量微小角度、薄膜厚度等。
-
应用:
- 检测光学元件表面平整度。
- 测量材料膨胀系数或微小位移。
- 工业中用于精密加工的质量控制。
五、与等倾干涉的区别
等倾干涉由相同入射角的光形成同心圆环(如扩展光源照射平行薄膜),而等厚干涉由相同厚度处的光形成条纹,两者形成条件和条纹特征不同。
如需进一步了解实验方法(如读数显微镜的使用)或具体公式推导,可参考权威教材或科研文献。
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