Измерение малых толщин по интерференционным линиям в спектре

Цель работы – познакомиться с практическим применением интерференционных полос равного хроматического порядка для измерения малых толщин пластинок. Сравнить качественные характеристики наблюдаемых двухлучевой и многолучевой интерференционных картин.

При отражении монохроматического света с длиной волны от тонкой прозрачной пленки между лучами, отраженными от ее верхней и нижней поверхностей, возникает некоторая разность хода.

, (1)

где – толщина пленки;

– показатель преломления вещества пленки;

– угол преломления.

В зависимости от значений получается разнообразный интерференционный эффект. Условием максимума или минимума отражения (без учета возможной потери полуволны) будет

(2)

где – целое число, причем четные значения соответствуют максимумам, а нечетные – минимумам.

В случае освещения тонкой пленки белым светом отраженный свет будет иметь различную интерференционную окраску. Однако при больших значениях интерференционная окраска не наблюдается [1, 3]. Но если рассматривать этот свет в спектроскоп, то в спектре будет наблюдаться система светлых и темных полос равного хроматического порядка [1, 2]. Эти полосы часто используются для измерений толщины тонких пластинок.

Пусть разности хода для длин волн и будут равны:

(3)

(4)

где и – показатели преломления для длин волн и ,

и – соответствующие углы преломления,

и – целые числа, соответствующие номерам порядков интерференции.

Из выражения (1) имеем

(5)

Из выражений (3) и (4) находим значение

(6)