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劈尖干涉
根據薄膜干涉的道理,可以測定平面的平直度.測定的精度很高,甚至幾分之一波長那麼小的隆起或下陷都可以從條紋的彎曲上檢測出來.若使兩個很平的玻璃板間有一個很小的角度,就構成一個楔形空氣薄膜,用已知波長的單色光入射產生的干涉條紋,可用來測很小的長度.
用圖甲所示的空氣劈尖檢查工件表面的平整度,出現如圖乙、丙所示的條紋
用干涉法檢查平面,如圖甲所示,兩板之間形成一層空氣膜,用單色光從

劈尖

劈尖
上向下照射,入射光從空氣膜的上下表面反射出兩列光波,形成干涉條紋。如果被檢測平面是光滑的,得到的干涉圖樣必是等距的。如果某處凹下去,則對應明紋(或暗紋)提前出現,如圖乙所示;如果某處凸起來,則對應條紋延後出現,如圖丙所示。(註:「提前」與「延後」不是指在時間上,而是指由左向右的位置順序上。)
可以把間距看成雙縫干涉公式△x=Lλ/d中的雙縫寬度d,如果上凸則d減小,△x增大,條紋變疏,反之變密。
條紋向劈尖的頂角側彎曲時說明工件該處是一個凹;條紋遠離頂角彎曲時,工件該處有一個凸起。
實驗:測量玻璃的平整度
實驗裝置

  實驗裝置

實驗原理:將兩塊玻璃板n1和n2疊起來,在一端墊一細絲(或紙片), 兩板之間形成一層空氣膜,形成空氣劈尖.圖a.形成與劈尖稜角平行,明暗相間的等厚條紋.觀察劈尖干涉的實驗裝置如圖1所示, 從點光源S發出的光經透鏡L變成平行光,在經過半透半反玻璃片M射向空氣劈尖,自劈尖上下兩表面反射后形成相干光,徑路顯微鏡T,就能在劈尖上表面觀察到明暗相間均勻分佈的干涉條紋。如圖2.  
設兩玻璃板之間的夾角為q,玻璃的折射率為n1,空氣的折射率為1.由於Q角很小,在實驗中,單色平行光幾乎垂直地射向劈面,所以劈尖上下兩表面的反射光線與入射光線近乎重合。設在P點出,劈尖對應的厚度e。因為n1>1,所以劈尖表面有半波損失.因此上下兩表面反射光的光程差為:
δ=2ne+λ/2
反射光是相干光,相干疊加明暗紋的條件是:
條紋明暗條件

  條紋明暗條件

每一明條紋或暗條紋都與一定的K值對應,也就是與劈尖的厚度e相對應.
在兩玻璃片相接觸處,劈尖的厚度e=0,由於半波損失的存在,所以在棱邊處為暗條紋。任何相鄰明條紋或暗條紋所對應的厚度差為:
e=λ/2n
我們分析實驗採用空氣劈尖,n=1。若相鄰兩條明條紋或暗條紋之間的距離為L,則可知:Lsinθ=λ/2n
因為角度很小,所以L=λ/2nθ,所以為使實驗條紋凹凸明顯,使θ小,L就越大,即干涉條紋越疏。當平面平整時,厚度均勻變化,條紋為直線。當顯微鏡中的圖像有一凹,條紋是等厚的點的軌跡,凹就是厚度增加,於是這裡的厚度等於比此處遠離劈棱處(厚度為0的地方)的地方的厚度,遠離劈棱的地方的軌跡偏到這裡來,總體情況就是:條紋向劈棱方向偏。若有一凸,向遠離劈棱的方向偏。
實驗步驟:將兩塊玻璃板疊在一起,在一側一細絲,將一束單色光垂直照射到上玻璃板,在光學顯微鏡內觀察干涉條紋。

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