Question

如图所示，是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平滑的装置，a是一块标准样板，b是待检验的厚玻璃，c是很薄的垫块，将标准样板与待检验的玻璃之间形成一个很薄的楔形空气薄膜，所用的单色光是用普通光加滤光片产生的．试说明利用此法的原理．

Answer 1

答案：
解析：

单色光射入标准样板后，在标准样板的下表面同时发生反射和折射现象，折射光在被检验玻璃板的上表面再一次发生反射现象；a的下表面的反射光与b的上表面的反射光在a的下表面相遇发生干涉现象，形成干涉条纹．如果待检验的玻璃板的上表面平滑，则发生干涉现象所利用的薄膜厚度均匀增加，所形成的干涉条纹是一系列平行的、等间距的直线；如果被检验的玻璃板上表面有凸起或凹陷，则发生干涉现象所利用的空气薄膜的厚度不再是均匀增加，因而所形成的干涉条纹亦不再是平行的直线．由于同一级干涉条纹的所在处的膜的厚度相同，所以：若被检验的厚玻璃板的上表面有一凹陷，则在其上方的干涉条纹将向低级条纹弯曲；若被检验的厚玻璃板的上表面有一凸起，则在其上方的干涉条纹将向高级条纹弯曲．其图样分别如图中甲、乙所示． 　　a是一块“标准样板”，其两面均可看做是“绝对平滑”；光的干涉现象是指相干光源发出的光相遇时发生的叠加现象，其结果是能够看到稳定的干涉条纹． 　　对于干涉明条纹而言，光程差应满足：2d＝kλ； 　　对于干涉暗条纹而言，光程差应满足：2d＝(k＋1)λ/2，以上两式中，d是指发生干涉现象的两束光在介质中所通过的路程的差值，λ是指发生干涉现象的两束光在介质中的波长，k的取值为：k＝0，1，2… 　　本题中，发生干涉现象的两束光为a的下表面的反射光与b的上表面的反射光在a的下表面相遇，发生干涉现象；发生干涉现象的“薄膜”为a、b之间的空气膜，这是解决本题的基础．

提示：

薄膜干涉是生活中常见的现象，如肥皂泡、路面上的油膜呈现出彩色的花纹，这是因为不同频率的光在介质中的波长不同，因而同一级干涉亮纹出现在不同位置所致，这一点读者应与光的色散现象区分开来．我们也利用薄膜干涉制成许多光学仪器，如照相机的镜头、眼镜片等．另外，利用薄膜干涉法检查光学元件表面是否平滑，其测量精度可达到米！这一点请同学们自己证明． 　　高考对物理光学的内容考查往往以选择题的形式出现，且形式多变，因为这部分内容的完全的解释需要在大学以后才能完成，因此高考考查主要以“了解、记忆”的内容为主，但对某些问题又需要学生能够进行必要的分析，因此就要求学生对光的干涉现象产生的基本原理、基本特征有足够的必备知识，同时对光的干涉现象在日常生活中的应用有所了解．