骆 敏，张锡晨

(南京林业大学 理学院，江苏 南京 210037)

薄膜干涉[1]通常包括平行膜产生的等倾干涉和非平行膜产生的等厚干涉两种类型，其常用来测量曲率半径[2-4]、折射率[5-7]等。在大学物理实验中牛顿环是典型的等厚干涉装置，其由平板玻璃和曲率半径很大的平凸透镜构成，两者之间形成空气膜层，单色扩展光源垂直入射时，可以观察到明暗相间的同心圆环的等厚干涉条纹。文献[8,9]论述了在牛顿环基础上进行变形的其他干涉装置结构，本文重新设计平行直纹等厚干涉装置，使其可以一次完成曲率半径和液体折射率的测量，并在实验过程中去理解干涉的相干条件以及探究条纹对比度。

1 平行直纹等厚干涉装置

设计的干涉装置见图1。

(a)

如图1(a)所示，由平板玻璃(K9)、平凸柱面镜(K9)组成，其平板玻璃和平凸柱面镜之间形成薄膜层，在单色扩展光源垂直入射时，可以观察到关于中央零级条纹左右对称分布且明暗相间的平行直条纹，其方向与平凸柱面镜的母线平行。

如图1(b)所示，设平凸柱面镜的曲率半径为R，与接触点O相距为rk处的薄膜厚度为dk，则

(1)

(2)

两束相干光的光程差为

(3)

其中λ/2是光从空气射向平面玻璃反射时产生的半波损失而引起的附加光程差，即光线从光疏介质射向光密介质发生反射时有一相位π的突变。形成明暗平行直纹的条件为

(4)

其中k为干涉级数，在接触点O处d=0(k=0)，由于有半波损失，其在该点的光程差为λ/2，所以形成暗直纹。综合式(1)(2)(3)(4)可的第k级暗直纹到中央暗直纹的距离为。……