三　斜劈干涉

1.斜劈干涉形成的物理机制

光线a以垂直于斜面方向入射，在斜劈斜面和底面分别反射，于是，两条反射光线在斜劈的斜面上发生干涉，形成斜劈干涉条纹。

斜劈干涉的相干光线由同一入射线分为两部分反射线而形成，因而，它是分振幅干涉。

2.斜劈干涉条纹计算

设斜劈的介质及环境介质为空气，折射率为n₂，玻璃的折射率为n₁，n₁>n₂，光线a在A点存在半波损失。光线入射点斜劈的厚度为e。

A.光程差计算：　　

B.干涉条纹计算：　　明条纹　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　暗条纹　　　　　　

讨论：(1).当斜劈干涉出现半波损失（或光程差中出现半波损失项）时，零级条纹为暗条纹。

　　　(2).斜劈干涉是典型的等厚干涉。由斜劈干涉干涉条纹的计算公式可知，同一级明条纹出现在斜劈的等厚处。

　　　(3).相邻明条纹（暗条纹）之间的距离

相邻条纹厚度差：　　

相邻条纹斜面间距：

可见：斜劈干涉条纹的斜面间距由斜劈的介质组成及斜劈的倾角决定。倾角大于一定值时，斜劈干涉条纹的间距变小以致不能识别。因而，实验观察到斜劈干涉条纹的前提条件为小倾斜角。

3.斜劈干涉的应用

(1).测量微小角度、厚度

例：如图，已知SiO₂、Si的折射率分别为、，入射波波长 Å，观察到斜劈上出现8条亮条纹，且第八个亮条纹出现在斜面的最高点。

求：SiO₂的厚度

解：由于，时，在A、B都存在半波损失。

光程差：　　　

当时，。即在M点出现明条纹，于是，N点的厚度为：

(2).测量长度的微小变化

当斜劈的倾斜面向上（或向下）平行移动时，干涉条纹就会向棱边（或远离棱边）移动，设移动的干涉条纹数为，则厚度的改变量为：

　　　

从而可以计算厚度的微小改变量。

测量固体的热膨胀系数就可以采用斜劈干涉来进行。

(3).检测平面的平整度

如果待检测平面出现不平整现象，由上面讨论，这相当于改变了斜劈倾斜面与底面间的距离，干涉条纹就会移动或弯曲（如图），根据平移或弯曲的程度，可以计算平面的平整情况。

例：工件表面的斜劈干涉条纹如图所示。

问：(1).工件表面是凸痕还是凹痕

　　(2).痕的深度

解：(1).干涉条纹是等厚干涉，即条纹直线部分和弯曲部分对应的薄膜厚度相等。弯曲部分前移，表明该点与工件间距离增大。故为凹纹。

　　　由干涉条纹的弯曲方向可知，凹纹与工件的邻边垂直

(2).由　　　　　　且　，有：

　　　　　　　　　　　　　　　　　

而　　　　　　　　　　　　　　　　

可得：