当前课程知识点:晶体光学 > 第五章 正交偏光镜下的晶体光学性质 > 5.4 干涉色及干涉色色谱表 > 5.4 干涉色及干涉色色谱表
同学们好
这节课我们学习一下第五章
正交偏光镜下的晶体光学性质
第四节干涉色及干涉色色谱表
在正交偏光系统下
我们放入一个椭圆形的切面
转动载物台会发现它有四明四暗的现象
我们知道这叫四次消光
黑暗的时候是消光
那么明亮的时候我们看到的是干涉色
为什么能看到这样的干涉色呢
这就是我们这节课的第一个问题
干涉色及其成因
我们用单色光做光源
在正交镜45°位置
插入石英楔慢慢移动
视域内依次出现明暗相间的干涉条带
这里我们用到了石英楔
将石英沿平行光轴方向
由薄至厚磨成楔形就是石英楔
石英平行光轴的切面双折射率为0.009
因为R光程差等于d乘以ΔN
这里ΔN是一个一定的值0.009
而d随着楔形从薄至厚逐渐增大
所以在推入石英楔的过程中
光程差R是从零逐渐变大的一个过程
如果R等于半波长的偶数倍
就是能够观察到黑带
如果R等于半波长的奇数倍
是一条亮带
如果R处于上述二者之间
亮度就介于黑暗与最强之间
比如说我们用到的是红色这一单色光
那么我们看到的亮带就是红色的
亮带中心与暗带的距离取决于波长
红光的波长比紫光的大
那么红光的亮带与暗带之间
距离也就大于相应的紫光的这样的距离
如果用白光作为光源
我们会观察到怎样的色带
白光是七种单色光的混合
对于一定的光程差
每种单色光按照不同的规律
发生叠加加强和抵消减弱
就会形成了该光程差相应的混合色
就像我们看到图中所示的
把七种单色光所形成的光带叠加到一起
比如说它的光程差是690纳米
近于红光一个波长的大小
近于橙光半个波长的偶数倍
所以红光橙光就会被抵消
近于蓝光靛光半波长的奇数倍
那么这两种颜色的光就会被加强
同时还有较弱的黄光绿光
所以合成以后就是蓝色的干涉色
是II级蓝
这里就涉及到了干涉色级序
下面我们就分析一下干涉色级序及特征
用白光作为光源
在正交镜45°位置缓慢插入石英楔
随着d逐渐增大R从零连续变大
在视域内会出现有规律的连续的干涉色
R越大干涉色的级序就越高
我们看一下这个色谱表
就是用白光作为光源
最终得到的一个色带
这个色带里
我们把干涉色分成了四个级序
以550纳米为跨度
每一级序的顶部都是紫红
或者是红的干涉色
我们分析一下每一级序
它的干涉色的特点
第一级序光程差是0到550纳米
干涉色从暗灰到灰白到浅黄到橙到紫红
我们会发现没有蓝绿干涉色
但是有特有的灰和灰白色干涉色
第二级序它的光程差从550到1100纳米
干涉色从蓝到蓝绿到绿
到黄橙最后到紫红
颜色鲜艳色彩浓而纯
色带之间的界线很清楚
尤其是二级蓝最清晰
二级干涉色最典型的干涉色就是二级蓝
三级干涉色它的光程差
是从1100到1650纳米
与二级干涉色出现的干涉色的顺序
基本上是一致的
但是条带之间界线不如二级清楚
在三级干涉色中三级绿最鲜艳
四级干涉色它的光程差
是从1650到2200纳米
它的干涉色从粉红到浅绿到浅橙
我们会发现四级干涉色颜色更浅
混杂不纯
条带之间界线更加模糊
那么到了第五级或五级以上
颜色混杂的会更加严重
我们叫它高级白干涉色
大于2200纳米
它给我们的感觉
就是与珍珠表面的颜色接近
是亮白色
干涉色色谱表
我们可以应用它来确定双折射率
下面我们看一下干涉色色谱表的应用
色谱表横坐标表示光程差R的大小
单位是纳米
纵坐标表示薄片厚度
单位是毫米
斜线上方也就是色谱表的上方以及右方
表示的是双折射率ΔN的大小
在各光程差的位置上
对应了相应的干涉色
R等于d乘以ΔN
如果已知其中两个参数
我们就可以求得第三个参数
而R对应了固定的干涉色
所以R与干涉色
可以看做是绑定在一起的一个参数
下面我们举一个例子来看一下
比如说石英它的最高干涉色是已知的
是一级黄白
对应的光程差是270纳米
薄片厚度是标准厚度0.03毫米
那么它的双折率是多少呢
我们可以根据R等于d乘以ΔN
通过计算求得ΔN等于0.009
同时我们也可以通过查色谱表
来查出它的双折射率值
首先我们找到一级黄白的位置
它对应的光程差是270纳米
然后找到薄片厚度是0.03毫米的这条线
他们两个的交点处对应了一条斜线
沿着这条斜线向上
我们就会看到它的ΔN值是0.009
这节课我们主要学习了干涉色
以及干涉色色谱表及它的应用
这节课就讲到这里
谢谢大家
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