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中空玻璃彩虹现象产生机理

信息来源:glasseasy.com  时间:2004-07-20  浏览次数:1638

  中空玻璃的干涉条纹问题在一些文献上都会被提到,但有许多的不明晰,有些则对干涉纹的不直接解释并且对它们如何出现、为什么出现解释得不清楚。当然,至少它们提到这是光学现象,而不是玻璃的缺陷。事实上,光越纯,玻璃厚度越一致,两片或几片玻璃放在一起则越容易出现干涉纹。o:p>简而言之,中空玻璃的干涉纹是因光波相交产生的反应结果。由于中空玻璃多个玻璃表面的反射,光波分开并沿不同路径再次相交。当光波再次重合,干涉纹就有可能看见。??? 最常见的是“牛顿环”和“布鲁斯特干涉纹”,这可看做二种不同的现象,虽然他们相似并且偶尔指同一件事。
  ?牛顿环牛顿环是以伊沙克.牛顿(1642-1727)命名的,他虽然没有明确的进行解释,但对该现象做了详细的研究。有些资料表明罗伯特.胡克(1635-1703)事实上也发现了这种干涉纹。牛顿环是在两片玻璃相接触时出现的干涉纹,并且比布鲁斯特环跟容易被看见。玻片间其实是被一薄层空气隔开,空气层的非常细小的变化可能导致产生直线形、环形或象地图等高线一样有些不规则的干涉纹。改变观察角度可以使干涉纹轻微移动,而且亮度和颜色可能随着改变。最常见的是彩虹一样的颜色,不过可能有点暗淡,如轻压玻璃,空气间隙会更薄,同时干涉纹会更加多彩,面积更大,条纹分的更开。空气膜越厚,条纹与越窄,越相互贴近,并且色彩上更倾向于暗淡。在中空玻璃上,如果空气层缩到两片玻璃在中部接触,牛顿环可能变的清晰。
  布鲁斯特环布鲁斯特环是以戴维.布鲁斯特爵士(1781-1868)命名,他是位物理学教授,是万花筒的发明者,在光的研究上,他发现了双折射和光谱分析。如果干涉纹在中空玻璃上,同时两片玻璃没接触,我们通常将这种现象称为布鲁斯特环。光路中空玻璃上有两种不同光路可能产生布鲁斯特环,他们产生两种不同的干涉纹,在此称为一类和二类:一类纹是一种相当强的光学现象,通常比二类纹明亮。一类纹经常因彩色或象彩虹而引起人的注意。如果中空玻璃的两块玻璃厚度非常接近,光路基本相同,那就会出现一类纹。二类纹是一种相对较弱的光学现象,并且可以认为忽略不计,虽然所有浮法玻璃制成的中空玻璃上都可能以某个角度看见,甚至不同厚度玻璃制成的中空玻璃也会出现。二类纹颜色通常倾向于灰暗,或者是暗淡的几乎不能发觉的彩虹状。
  首先中空玻璃两单片的厚度和折射率几乎完全相同,光通过第一片玻璃后,部分到达第二片,部分被第二界面反射回第一界面,又从第一界面反射,到达第三界面。原来到达第二片玻璃的光通过第二片玻璃时,被第四界面反射。由于两玻璃的厚度几乎相等,反射的光在第三界面相会,从而产生干涉纹。由于浮法玻璃的厚度变化非常小,如相邻近的两片玻璃从浮法玻璃带切下,并合成中空玻璃,则以某视角可能可以看见一类干涉纹。光通过第一片玻璃后,部分到达第二片,部分被第二界面反射回第一界面,又从第一界面反射,通过第一片玻璃到达第三界面。接着又被第三界面反射回,通过第一片玻璃,被第一界面反射反射回第二界面。同时,另一部分光通过界第一片玻璃,被第二界面反射回到第一片玻璃后,又被第一界面反射,到达第三界面,接着又被反射回第二界面,与其他部分光结合,从而产生干涉纹。
  第二类干涉纹可以在不同玻片厚度的中空玻璃中见到,由于通常显得颜色灰暗,它们不如一类纹显尔易见。它们可能存在,但可能完全不被发觉。观察如果存在干涉纹,在一定观察条件下,可以通过反射侧或透过侧见到。从反射侧观察一类纹最常见为:光源倾角60○左右或与玻璃面法线交角0~30○。二类纹最常见为:光源倾角75○左右或观察角与玻璃面法线交角大于30○,如果正视,二类纹可能不能看见。从透过侧观察如从透过侧观察,一二类干涉纹都在光源入射与玻璃法线交角大于80○时更可能看见。控制干涉纹一类纹可以通过以下方式控制在一定程度:1、 使用两块不同下片位玻璃。2、 相同下片位不同玻璃带。3、 相同下片位前后反转。4、 利用不同厚度的玻璃合成中空可以将一类纹消除。但是厚度范围不能重叠。
  为减少一类纹出现的可能,应当使用不同厚度变化,如“>.00006,>.0002,>.0001,>.003”,我们建议厚度差在0.02~0.04之间。5、 二类纹不能消除,但通常被忽略或不易觉察。但是一定照光及观察条件可能导致出现二类纹
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