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用迈克尔逊干涉仪测量盖玻片的厚度(2)

时间:2021-04-10 22:15来源:毕业论文
15 3.2 实验数据与处理 16 3.3 实验结果分析 23 结论 24 致谢 25 参考 文献 26 附录 281. 引言 1.1 研究背景 盖玻片是科学研究等领域采用的一类元件。盖玻片是盖

15

3.2 实验数据与处理 16

3.3 实验结果分析 23

结论 24

致谢 25

参考文献 26

附录 281. 引言

1.1 研究背景

盖玻片是科学研究等领域采用的一类元件。盖玻片是盖在载玻片材料上的一块极薄的玻片,它可以避免液体和物镜相接触,以免污染物镜,并且可以使被观察的细胞最上方处于同一平面,即:距离物镜距离相同,使观察到的图像更清晰。0.17mm是盖玻片的标准厚度。在设计显微物镜时已经将其厚度的像差计算在内。当物镜数值孔径大于0.45时,假定这个盖玻片厚度过厚(或完全没有覆盖差),最后的成像效果达不到最佳镜像效果。在用高倍镜观察时可能盖玻片厚度比物镜的焦距还大,这样无论怎么调节准焦螺旋也无法将观察到的像调节清楚。同时由于使用高倍镜观察时,物镜距离装片很近,若盖玻片的厚度太大,有可能会压碎装片,使实验失败,同时还会损坏显微镜物镜。故准确、快速、方便地对其厚度进行测量是必不可少的。

1.2 薄片与薄膜厚度测量方法综述

目前国际上对薄片厚度的测量有很多种方法,大致上可分为两类,一类为机械测量法,如用游标卡尺或用螺旋测微计等工具直接进行测量,虽然操作简单快捷,但是其精度差,且容易损坏薄片。

另一类为利用光学原理进行测量,其中最常用的就是干涉原理。如等倾干涉和等厚干涉原理。

迈克尔逊干涉仪示意图

图1  迈克尔逊干涉仪示意图

基于迈克尔逊干涉仪利用等倾干涉原理测量薄片厚度实验的原理如图1所示。要得到等倾干涉条纹,要求 和 严格平行,如图1所示。所有入射角为 的光束经过 和 的反射后光程差 为: ,其中d为 和 之间的空气层厚度。此时在E处可以观察到一组明暗相间的的同心圆环,每一个圆环都对应着一个不同的入射角 ,这便是等倾干涉条纹。当移动 改变d的时候,条纹将发生变化:当d变大时,条纹从圆心处向外涌出扩展,条纹变细变密;当d变小时,条纹向圆心处涌入条纹变粗变稀。当d增加或减少 时,即 移动了 的距离,光程差 便增加或减少一个波长 ,即有一个条纹涌出或者涌入圆心,则变化的干涉圆环数目N和 的移动量关系为:  。当d为零时,此时 和 完全重合,视场内有均匀的光强分布,无法观察到干涉条纹

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