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用干涉法檢查工件表面平整度的原理

?薄膜干涉把金屬絲圓環(huán)在肥皂液里蘸一下,環(huán)上就形成一層肥皂液薄膜.用單色光照射薄膜,薄膜上就產(chǎn)生明暗相間的干涉條紋

產(chǎn)生這種現(xiàn)象是由于照射到膜上的光會(huì)從膜的前表面和后表面分別反射回來,形成兩列波(分別如圖中的實(shí)線和虛線所示),這兩列波是由同一入射波產(chǎn)生的,因此頻率相同,相差恒定,能夠產(chǎn)生干涉.豎立的肥皂薄膜在重力作用下成為上薄下厚的楔形,在薄膜的某些地方,反射回來的兩列波恰好波峰和波峰(或者波谷和波谷)疊加,光振動(dòng)加強(qiáng),產(chǎn)生亮條紋;在另外一些地方,恰好波峰和波谷疊加,光振動(dòng)削弱,產(chǎn)生暗條紋.這就是薄膜干涉的原因.

肥皂泡在太陽(yáng)光照耀下會(huì)出現(xiàn)彩色的條紋,也是由薄膜干涉產(chǎn)生的.白光中每種色光的波長(zhǎng)不同,所以在薄膜某一厚度的地方,某一波長(zhǎng)的反射光互相加強(qiáng),就出現(xiàn)這種色光的亮紋;在另一厚度的地方,另一波長(zhǎng)的反射光互相加強(qiáng),就出現(xiàn)另一色光的亮紋.這樣,在薄膜上就出現(xiàn)了不同顏色的條紋.檢查精密零件的表面質(zhì)量各種精密零件,例如光學(xué)元件,對(duì)表面加工的質(zhì)量要求很高,一般精度要求在幾分之一光波波長(zhǎng)之內(nèi).這樣的表面需要用干涉法來檢驗(yàn).如果被檢查的表面是一個(gè)平面,可以在它的上面放一個(gè)透明的標(biāo)準(zhǔn)樣板,并在一端墊一薄片,使樣板的標(biāo)準(zhǔn)平面和被檢查的平面間形成一個(gè)劈形的空氣薄層(圖6-5甲).用單色光從上面照射,入射光從空氣層的上下表面反射出兩列光波,于是從反射光中就會(huì)看到干涉條紋.如果被測(cè)表面是平的,產(chǎn)生的干涉條紋就是一組平行的直線;如果被測(cè)表面某些地方不平,產(chǎn)生的干涉條紋就要發(fā)生彎曲(圖6-5乙).從干涉條紋彎曲的方向和程度還可以了解被測(cè)表面的不平情況.這種測(cè)量的精度可達(dá)10-6厘米.