等厚干涉的实验原理
等厚干涉的实验原理
等厚干涉是一种实验方法，用于研究光的干涉现象。在等厚干涉实验中，我们使用具有等厚性的光学样品，例如玻璃片、薄膜、液晶等，通过观察干涉条纹的形成和变化来研究光的性质和光学材料的特性。
等厚干涉的实验原理可以分为光的干涉和光束分离两个方面来解释。首先，我们先来了解光的干涉原理。
光的干涉是指两束或多束光波相遇时会发生干涉现象。干涉现象可分为构成行波和构成球面波两种类型。在构成行波的情况下，两束光波相遇时会出现明暗相间的干涉条纹。而构成球面波的情况下，干涉现象会形成等厚干涉条纹。
在等厚干涉实验中，我们使用的光学样品通常具有平行的表面并且厚度均匀，例如平行玻璃片或薄膜。当平行光照射到这样的样品上时，一部分光线透射并继续传播，另一部分光线则被反射回来。反射光线与透射光线之间的差异会导致干涉现象，并形成等厚干涉条纹。
光束分离是等厚干涉实验的另一个重要原理。光束分离是指将入射光束分成两束，使其分别通过样品上下表面，然后再重新合并。在这个过程中，光束会因为光程差的存在而发生干涉。
具体地说，光束分离的方法有两种：Michaelson干涉仪和菲涅耳双棱镜干涉仪。
这两种方法都利用可逆性的原理，即光线沿反向传播后，会重复经过相同的光程差。
Michaelson干涉仪的光路图如下：
L2
/
< L2
/
\/ ↓
L1 -
其中，L1代表样品的厚度，L2代表空气夹层的厚度。从光路图可以看出，入射光线经过光束分离器后，分为两束光线，分别经过样品的上表面和下表面。两束光线再次经过光束分离器后重新合并，进而形成干涉现象。通过调节空气夹层的厚度，可以改变光程差，从而改变干涉条纹的位置和形状。
菲涅耳双棱镜干涉仪是另一种光束分离的方法。它由两个边缘接触的双棱镜组成，具有相同的屈光性质。通过调节双棱镜之间的接触面厚度，可以改变光程差，从而调整干涉条纹的位置和形状。
等厚干涉实验的原理可以从两个方面解释：光的干涉和光束分离。光的干涉是指
两束或多束光波相遇时会发生干涉现象，形成干涉条纹；光束分离是指将入射光束分成两束，通过样品上下表面后重新合并，形成干涉现象。通过对光程差的控制，可以调整干涉条纹的位置和形状，从而研究光的性质和光学材料的特性。
光的等厚干涉实验原理
实验原理 1.等厚干涉 当光源照到一块由透明介质做的薄膜上时，光在薄膜的上表面被分割成反射和折射两束光（分振幅），折射光在薄膜的下表面反射后，又经上表面折射，最后回到原来的媒质中，在这里与反射光交迭，发生相干。只要光源发出的光束足够宽，相干光束的交迭区可以从薄膜表面一直延伸到无穷远。薄膜厚度相同处产生同一级的干涉条纹，厚度不同处产生不同级的干涉条纹。这种干涉称为等厚干涉。如图1 图1 2. 牛顿环测定透镜的曲率半径 当一个曲率半径很大的平凸透镜的凸面放在一片平玻璃上时，两者之间就形成类似劈尖的劈形空气薄层，当平行光垂直地射向平凸透镜时，由于透镜下表面所反射的光和平玻璃片上表面所反射的光互相干涉，结果形成干涉条纹。如果光束是单色光，我们将观察到明暗相间的同心环形条纹；如是白
色光，将观察到彩色条纹。这种同心的环形干涉条纹称为牛顿环。 本实验用牛顿环来测定透镜的曲率半径。如图2。设在干涉条纹半径ｒ处空气厚度为ｅ,那么，在空气层下表面Ｂ处所反射的光线比在Ａ处所反射的光线多经过一段距离２ｅ。此外，由于两者反射情况不同：Ｂ处是从光疏媒质（空气）射向光密媒质（玻璃）时在界面上的反射，Ａ处则从光密媒质射向光疏媒质时被反射，因Ｂ处产生半波损失，所以光程差还要增加半个波长，即： δ=2ｅ＋λ/2 （１） 根据干涉条件，当光程差为波长整数倍时互相加强，为半波长奇数倍时互相抵消，因此： ()()22/122/22/2⎭ ⎬⎫-----------+=+---------------=+暗环明环λλλλk e k e 从上图中可知： r 2=R 2-(R-e)2=2Re-e 2 因Ｒ远大于ｅ，故ｅ2远小于２Ｒｅ，ｅ2可忽略不计，于是： ｅ＝ｒ2 ／2Ｒ （３）
等厚干涉实验报告
等厚干涉实验报告 等厚干涉实验是一种重要的光学实验，根据Fizeau原理，通过将两束光束接近相同的光程、波长、偏振和方向，在干涉环境中观察它们的干涉现象。实验可以用于研究材料的光学属性以及光学元件的设计和制造。 实验装置主要由凸面透镜、振幅分束器、反射镜、准直器、照明光源、读出光学元件等部件组成。具体操作步骤如下： 1. 配置实验装置。定位照明光源、凸面透镜和反射镜的 位置，使得光线可以被准确的引导到振幅分束器的两个入射端口上。 2. 调整振幅分束器。调整振幅分束器使其分区比之间的 光程差约为光波长的1/2，开启干涉仪件后调整读出光学元件 的位置和旋转状态，使得读出干涉条纹后，当前光的路径长度相等。 3. 观察干涉现象。根据读数元件显示的干涉图案，判断 两个光束对应的光程是否相等。若干涉条纹是等间距的，则表示光程相等；若干涉条纹不等距，则表示光程差。 通过等厚干涉实验，我们可以得到目标光学材料的折射率、厚度和表面形貌等参数。其中，折射率可以通过测量材料的相对位移来计算得出，厚度则可以从空气中干涉带的数量和宽度并结合折射率公式进行计算。
此外，等厚干涉实验对于验证材料表面形貌的均匀性也具有重要的作用。不同区域的折射率不一定相等，如果存在表面形貌的偏差，则会产生干涉条纹发生错位的情况，因而通过观察干涉条纹的位置和形态可以得知材料表面是否均匀。 需要注意的是，等厚干涉实验需要高精度的仪器配合操作，同时特别注意光学系统的稳定性和环境的温度变化等因素。实验过程中要严格遵守操作规程，以免影响结果的准确性。 总之，等厚干涉实验是一种非常有用的光学实验，能够大大提高我们的认识和研究光学材料、元件及表面形貌等方面的工作。在实验过程中，需要掌握合适的操作步骤，并积极对实验结果进行记录和分析，以获得准确的结果，并为光学实验提供更好的支持。
等厚干涉--牛顿环实验报告
等厚干涉——牛顿环 等厚干涉是薄膜干涉的一种。薄膜层的上下表面有一很小的倾角是，从光源发出的光经上下表面反射后在上表面附近相遇时产生干涉，并且厚度相同的地方形成同一干涉条纹，这种干涉就叫等厚干涉。其中牛顿环是等厚干涉的一个最典型的例子，最早为牛顿所发现，但由于他主张微粒子学说而并未能对他做出正确的解释。光的等厚干涉原理在生产实践中育有广泛的应用，它可用于检测透镜的曲率，测量光波波长，精确地测量微笑长度、厚度和角度，检验物体表面的光洁度、平整度等。 一. 实验目的 (1)用牛顿环观察和分析等厚干涉现象； (2)学习利用干涉现象测量透镜的曲率半径； 二. 实验仪器 读数显微镜钠光灯牛顿环仪
三. 实验原理 牛顿环装置是由一块曲率半径较大的平凸面放在一块光学玻璃平板（平镜）上构成的，如图。平凸透镜的凸面与玻璃平板之间的空气层厚度从中心到边缘逐渐增加，若以平行单光垂直照射到牛顿环上，则经空气层上、下表面反射的两光束存在光程差，他们在平凸透镜的凸面相遇后，将发生干涉。从透镜上看到的干涉花样是以玻璃接触点为中心的一系列明暗相间的圆环，称为牛顿环。同一干涉环上各处的空气层厚度是相同的，因此他属于等厚干涉。 图2 图3 由图2可见，若设透镜的曲率半径为R ，与接触点O 相距为r 处空气层的厚度为d ，其几何关系式为 2222222)(r d Rd R r d R R ++-=+-= 由于r R >>，可以略去d 2得
R r d 22 = （1） 光线应是垂直入射的，计算光程差时还要考虑光波在平玻璃上反射会有半波损失，，从而带来2λ的附加程差，所以总光程差为 2 2λ + =?d （2） 所以暗环的条件是 2 ) 12(λ +=?k （3） 其中 3,2,1,0=k 为干涉暗条纹的级数。综合（1）（2）（3）式可得第可k 级暗环的半径为 λkR r k =2 （4） 由式（4）可知，如果单色光源的波长λ已知，测出第m 级的暗环半径r m,,即可得出平图透镜的曲率半径R ；反之，如果R 已知，测出r m 后，就可计算出入射单色光波的波长λ。但是用此测量关系式往往误差很大，原因在于凸面和平面不可能是理想的点接触；接触压力会引起局部形变，使接触处成为一个圆形平面，干涉环中心为一暗斑。或者空气间隙层有了灰尘，附加了光程差，干涉环中心为一亮（或暗）斑，均无法确定环的几何中心。实际测量时，我们可以通过测量距中心较远的两个暗环半径r m 和r n 的平方差来计算曲率半径R 。因为 λMR r m =2 λnR r n =2 两式相减可得 λ)(22n m R r r n m -=-
光的等厚干涉 南昌大学 物理实验
南昌大学物理实验报告 课程名称：普通物理实验（1） 实验名称：光的等厚干涉 学院：理学院专业班级：应用物理学152班学生姓名：学号： 实验地点：B313 座位号：26 实验时间：第十一周星期四上午10点开始
=2e+ ） =-=2Re-，故， =
=kR（暗环） 如果已知入射光的波长 =） =kR 、 =mR-2Ra =nR-2Ra = 由于环心不易确定，所以式子改用直径 = , ）
d= 测量牛顿环的直径。转动目镜看清目镜中的叉丝，移动牛顿环仪，使十字叉丝的交点与牛顿环中心重合，移动测微鼓轮，使叉丝交点都能够准确地与各圆环相切，这样才能正确无误地测出各环直径。 要求转动测微鼓轮使叉丝超过右边第33环，然后环开始读数（在测量中不可倒退，以免产生空程误差）。在转动鼓轮过程中，每一个暗环读一次数， 环以下，由于条纹太宽，不易对准，不必读数。在牛顿环两侧可读出20个位置数 环的十个直径，即：|,、分别为同一暗环直径左右两端的读 对直径平方之差，即： 已知钠光波长为=5.893cm 个暗纹间距，得到一个条纹间距
环数m 左 x(mm) 右 x(mm) (mm) 环数 n 左 x(mm) 右 x(mm) (mm) - (mm2) (mm2) (mm2) 30 29.028 21.086 7.942 25 28.690 21.430 7.260 10.368 10.270 879.688 29 28.964 21.162 7.802 24 28.621 21.501 7.120 10.177 863.482 28 28.901 21.228 7.673 23 28.552 21.573 6.979 10.168 862.718 27 28.833 21.291 7.542 22 28.464 21.652 6.812 10.478 m-n 889.021 26 28.756 21.361 7.395 21 28.402 21.729 6.673 10.157 5 861.785 mm == R==(871.373 = d==
等厚干涉实验1
等厚干涉实验 【实验目的】 1．观察等厚干涉现象及其特点。 2．用牛顿环测平凸透镜的曲率半径。 3.用劈尖干涉测量微小厚度。 4．学会使用读数显微镜。 【实验仪器】 读数显微镜、牛顿环、劈尖、钠光灯 【实验原理】 1. 牛顿环 牛顿环属于分振幅等厚干涉现象。干涉现象在科学研究和工业技术中有着广泛的应用，如测量光波波长、精确测量微小物体的长度、厚度和角度，检查光学元件、精密机械表面的光洁度、平整度，研究机械零件内应力分布以及测量半导体器件上镀膜厚度等。 在一块平玻璃片B上，放一曲率半径R很大的平凸透镜A，在A、B间形成一从中间向四周渐渐加厚的空气薄膜，以接触点O为中心的圆周上空气膜的厚度相等。当单色平行光束垂直地射向平凸透镜时，在空气膜的上下表面(平凸透镜的下表面和平面玻璃的上表面)所反射的两束光因存在一定的光程差而相互干涉。从透镜上侧俯视，干涉图样是以两玻璃接触点O为圆心的一系列明暗相间的同心圆环，称为牛顿环。它是等厚干涉图样，空气膜厚度相同的点都处于同一条纹上。 图1 实验光路图及牛顿环
设第k 级环的环半径为k r ，该处空气膜厚度为e ，波长为λ，显然有下列干涉条件成立： λλ k e =+2 2 (k =1，2，3，…) 明环 (1) 2 ) 12(2 2λ λ +=+ k e (k ＝0，1，2，…) 暗环 (2) 式中的2λ 是由于从空气膜的下表面反射的反射光有半波损失。中心处0=e ，形成中央 暗斑。从图1（b ）中的三角形得 22222)(e Re e R R r k -=--= 因e R >>，所以22e Re >>，可以把上式中2 e 略去，于是 R r e k 22 = (3) 上式说明e 与2k r 成正比，所以离开中心愈远光程差增加愈快，牛顿环也变得愈来愈密。 把(3)代入(2)，求得暗环半径为： λkR r k = (4) 如果测量第k 级暗环的半径，必须确定环心的位置，也就是牛顿环中央暗斑的中心位置，实验中这一位置不易确定，于是第k 级暗环的半径不易测准，为此，把(4)变成牛顿环直经k D 表达式： λkR r D k k 22== λkR r D k k 4422 == 对m 级和n 级暗环有 λmR D m 42= λnR D n 42= 二式相减，得： λ )(42 2n m D D R n m --= (5) 由(5)式通过测量暗环直径计算出平凸透镜的曲率半径R ，可克服测量暗环半径环心不容易确定的困难。 2. 读数显微镜 读数显微镜是用于精确测量直线长度的光学仪器。一般的显微镜只有放大物体的作用，不能测量物体的大小。如果在显微镜上装上十字叉丝，并把镜筒固定在一个可以左右或上下移动的托板上，而托板移动的距离由螺旋测微器读出来，则这样改装的显微镜称为读数显微镜。 JXD-Bb 型读数显微镜的结构和调整方法 ① 使用时，将待测物体用压板15固定在工作台面16上，通过大手柄10和小手柄12调节镜管20部分的升降及水平位置，使物镜18对准物体的待测部分。将大手柄和小手柄锁紧。 ② 转动棱镜盒4至便于观察的位置，并用锁紧螺钉5固定。
大学物理实验--等厚干涉
实验名称：等厚干涉 一.实验目的： 1. 理解牛顿环和劈尖干涉条纹的成因与等候干涉的含义： 2. 学会用等候干涉法测量薄膜厚度和透镜曲率半径，并熟练运用逐差法处理实验数据 3. 学习正确使用读数显微镜的方法。 二. 实验仪器 测量显微镜、牛顿环、钠光灯、劈尖装置和待测细丝。 三．实验原理 当一束单色光入射到透明薄膜上时，通过薄膜上下表面依次反射而产生两束相干光。如果这两束反射光相遇时的光程差仅取决于薄膜厚度，则同一级干涉条纹对应的薄膜厚度相等，这就是所谓的等厚干涉。 本实验研究牛顿环和劈尖所产生的等厚干涉。 1. 等厚干涉 如图3-17-1所示，玻璃板A 和玻璃板B 二者叠放起来，中间加有一层空气（即形成了空气劈尖）。设光线1垂直入射到厚度为d 的空气薄膜上。入射光线在A 板下表面和B 板上表面分别产生反射光线2和2′，二者在A 板上方相遇，由于两束光线都是由光线1分出来的（分振幅法），故频率相同、相位差恒定（与该处空气厚度d 有关）、振动方向相同，因而会产生干涉。我们现在考虑光线2和2′的光程差与空气薄膜厚度的关系。显然光线2′比光线2多传播了一段距离2d 。此外，由于反射光线2′是由光密媒质（玻璃）向光疏媒质（空气）反射，会产生半波损失。故总的光程差还应加上半个波长2/λ，即2/2λ+=?d 。 根据干涉条件，当光程差为波长的整数倍时相互加强，出现亮纹；为半波长的奇数倍时互相减弱，出现暗纹。 因此有： =+=?22λ d ?????? +?2)12(22λλK K 出现暗纹，，，出现亮纹 210,3,2,1==K K 光程差?取决于产生反射光的薄膜厚度。同一条干涉条纹所对应的空气厚度相同，故 称为等厚干涉。 2. 牛顿环 当一块曲率半径很大的平凸透镜的凸面放在一块光学平板玻璃上，在透镜的凸面和平板玻璃间形成一个上表面是球面，下表面是平面的空气薄层，其厚度从中心接触点到边缘逐渐增加。离接触点等距离的地方，厚度相同，等厚膜的轨迹是以接触点为中心的圆。
等厚干涉实验报告
等厚干涉实验报告 大学物理实验（下）_____________实验名称： 等厚干涉____________ 学院： 信息工程学院专业班级： 学生姓名： 学号： _ 实验地点： 基础实验大楼B313 座位号： ___ 实验时间： 第6周星期三下午三点四五分_______ 一、实验目的：1、观察牛顿环和劈尖的干涉现象。2、了解形成等厚干涉的条件及特点。3、用干涉法测量透镜的曲率半径以及测量物体的微小直径或厚度。 二、实验原理：1、等厚干涉光的等厚干渉，是利用透明薄膜的上下两表面对入射光依次反射，反射光相遇时发生的物理现象，干涉条件取决于光程差，光程差又取决于产生反射光的薄膜厚度，同一干涉条纹所对应的薄膜厚度相等，所以叫做等厚干渉。当光源照到一块由透明介质做的薄膜上时，光在薄膜的上表面被分割成反射和折射两束光（分振幅），折射光在薄膜的下表面反射后，又经上表面折射，最后回到原来的媒质中，在这里与反射光交迭，发生相干。只要光源发出的光束足够宽，相干光束
的交迭区可以从薄膜表面一直延伸到无穷远。薄膜厚度相同处产生同一级的干涉条纹，厚度不同处产生不同级的干涉条纹。这种干涉称为等厚干涉。如图1 图 12、牛顿环测定透镜的曲率半径当一个曲率半径很大的平凸透镜的凸面放在一片平玻璃上时，两者之间就形成类似劈尖的劈形空气薄层，当平行光垂直地射向平凸透镜时，由于透镜下表面所反射的光和平玻璃片上表面所反射的光互相干涉，结果形成干涉条纹。如果光束是单色光，我们将观察到明暗相间的同心环形条纹；如是白色光，将观察到彩色条纹。这种同心的环形干涉条纹称为牛顿环。图3本实验用牛顿环来测定透镜的曲率半径。如图2。设在干涉条纹半径ｒ处空气厚度为ｅ,那么，在空气层下表面Ｂ处所反射的光线比在Ａ处所反射的光线多经过一段距离２ｅ。此外，由于两者反射情况不同：Ｂ处是从光疏媒质（空气）射向光密媒质（玻璃）时在界面上的反射，Ａ处则从光密媒质射向光疏媒质时被反射，因Ｂ处产生半波损失，所以光程差还要增加半个波长，即：δ=2ｅ＋λ/2 （１）根据干涉条件，当光程差为波长整数倍时互相加强，为半波长奇数倍时互相抵消，因此：从上图中可知：r2=R2-(R-e)2=2Re-e2因Ｒ远大于ｅ，故ｅ2远小于２Ｒｅ，ｅ2可忽略不计，于是：ｅ＝ｒ2／2Ｒ（３）上式说明ｅ与ｒ的平方成正比，所以离开中心愈远，光程差增加愈快，所看到的圆环也变得愈来愈密。把上面（３）式代入（２）式可求得明环和暗环的半径：如果已知入射光的波长λ，测出第ｋ级
光的等厚干涉实验报告
光的等厚干涉实验报告 光的等厚干涉实验报告 引言： 光的等厚干涉实验是一种常见的实验方法，通过观察光的干涉现象，可以深入 理解光的波动性质。本实验旨在通过实际操作，观察和分析光的等厚干涉现象，并探究其原理和应用。 实验器材和原理： 实验所需器材包括光源、透明平板、反射镜、干涉条纹观察装置等。光源发出 的光经透明平板后会发生折射和反射，形成两束光线。当两束光线相遇时，由 于光的波动性质，会出现干涉现象。干涉现象的产生是由于光的波长相同，相 位差满足一定条件时，会出现干涉条纹。 实验步骤： 1. 将光源放置在适当位置，保证光线能够通过透明平板。 2. 调整透明平板的位置和角度，使得透明平板能够将光线分为两束。 3. 将反射镜放置在适当位置，使得反射镜能够将两束光线引导到同一位置。 4. 在观察装置上观察干涉条纹，并调整透明平板的位置和角度，观察条纹的变化。 实验结果和分析： 通过实验观察，我们可以看到在观察装置上出现了一系列明暗相间的干涉条纹。这些条纹呈现出一定的规律性，通过观察条纹的变化，我们可以得出以下结论：1. 条纹的间距与波长相关：在实验中，我们可以通过调整透明平板的位置和角度，观察到干涉条纹的间距发生变化。根据干涉条纹的间距变化，我们可以推
断出光的波长。通过实验计算，我们可以得到光的波长。 2. 条纹的明暗变化与相位差相关：条纹的明暗变化是由于两束光线的相位差引 起的。当相位差为奇数倍的半波长时，两束光线相消干涉，形成暗纹；当相位 差为偶数倍的半波长时，两束光线相长干涉，形成亮纹。通过观察条纹的明暗 变化，我们可以计算出两束光线的相位差。 应用： 光的等厚干涉实验在实际应用中有着广泛的应用价值。以下是几个常见的应用 领域： 1. 光学薄膜的制备：在光学薄膜的制备过程中，光的等厚干涉实验可以用于控 制薄膜的厚度和质量。通过观察干涉条纹的变化，可以对薄膜的厚度进行精确 控制，从而得到所需的光学性能。 2. 光学测量：在光学测量领域中，光的等厚干涉实验可以用于测量物体的形状 和表面粗糙度。通过观察干涉条纹的变化，可以计算出物体的高度差和表面形貌，从而实现精确的测量。 3. 光学显微镜：在光学显微镜中，光的等厚干涉实验可以用于观察细胞和组织 的结构。通过观察干涉条纹的变化，可以得到细胞和组织的形态和内部结构信息，从而实现高分辨率的显微观察。 结论： 通过光的等厚干涉实验，我们可以深入理解光的波动性质，并通过观察干涉条 纹的变化，得到光的波长和相位差的信息。光的等厚干涉实验在光学领域有着 广泛的应用，可以用于光学薄膜的制备、光学测量和光学显微镜等领域。通过 实际操作和观察，我们可以更好地理解光的干涉现象，深入探究光的波动性质。
等厚干涉及其应用实验报告
等厚干涉及其应用实验报告一、实验目的 1. 了解等厚干涉的原理和方法。 2. 学习等厚干涉实验的基本技术及注意事项。 3. 掌握等厚干涉的应用。 二、实验仪器和材料 1. 干涉仪 2. 光源 3. 透镜 4. 反射镜
5. 单色滤光片 6. 微调平台 7. 测量规等 三、实验原理 等厚干涉的原理是利用二分法来消除不均匀板材的厚度差异， 使板材成为等厚的状况，然后通过干涉仪的干涉检查等厚度情况。二分法的原理是使用两个不同波长的光源进行光程差测量，通过 计算前后两次干涉的相位差，得到样品的厚度。 四、实验步骤 1. 调整干涉仪的光源及其它必要的物件，使探测器接收到最强 的光。 2. 将样品板安装在微调平台上，调整为初始位置，并将单色滤 光片放在光源前方。
3. 调整反射镜使两束光重合并产生干涉条纹。 4. 通过干涉仪镜臂微调，调整测量表计读数。 5. 移动微调平台，使干涉条纹数量增加。 6. 测量板的厚度及其表面情况，记录实验数据。 五、实验结果及分析 1. 在不同的干涉条件下，得到的干涉条纹间隔均匀，且随着板材的尺寸变化而变化。 2. 利用等厚干涉可测量厚度小于毫米级别的物体，且精度高、准确度高。 3. 根据所得数据，可计算出板材的等厚度，并结合其它参数进行分析。
六、实验结论 本实验通过等厚干涉实验方法，得到了比较准确的板材等厚度测量结果，并且了解到等厚干涉的应用方向及其优点。该实验方法线性精度高、稳定性效果佳，且可以测量一些薄板或其他一些难以测量的物体，治理误差准确度高，具有较大的应用价值。 七、实验心得 在本次实验中，我们通过实际操作了解等厚干涉实验原理与方法，并根据测量数据对所得结果进行了分析和判断。实验提供了一个有效的方法，可以在行业中用于硬度测量、材料分析等数据处理。对于我而言，这次实验在技术和实践操作方面都起到了很好的学习和提升作用。
等厚干涉实验报告
南昌大学物理实验陈述之袁州冬雪创作 课程称号：大学物理实验（下）_____________ 实验称号：等厚干涉____________ 学院：信息工程学院专业班级： 学生姓名：学号：_ 实验地点：基础实验大楼B313 座位号：___ 实验时间：第6周星期三下午三点四十五分_______
分歧处发生分歧级的干涉条纹.这种干涉称为等厚干涉.如图1 图1 2. 牛顿环测定透镜的曲率半径 当一个曲率半径很大的平凸透镜的凸面放在一片平玻璃上时，二者之间就形成近似劈尖的劈形空气薄层，当平行光垂直地射向平凸透镜时，由于透镜下概况所反射的光和平玻璃片上概况所反射的光互相干涉，成果形成干涉条纹.如果光束是单色光，我们将观察到明暗相间的同心环形条纹；如是白色光，将观察到黑色条纹.这种同心的环形干涉条纹称为牛顿环. 图3 本实验用牛顿环来测定透镜的曲率半径.如图2.设在干涉条纹半径ｒ处空气厚度为ｅ,那末，在空气层下概况Ｂ处 所反射的光线比在Ａ处所反射的光线多颠末一段间隔２ｅ.此外，由于二者反射情况分歧：Ｂ处是从光疏媒质（空气）射向光密媒质（玻璃）时在界面上的反射，Ａ处则从光密媒质射向光疏媒质时被反射，因Ｂ处发生半波损失， 所以光程差还要增加半个波长，即：
δ=2ｅ＋λ/2 （１） 根据干涉条件，当光程差为波长整数倍时互相加强，为半波长奇数倍时互相抵消，因此： 从上图中可知： r2=R2(Re)2=2Ree2 因Ｒ远大于ｅ，故ｅ2远小于２Ｒｅ，ｅ2可忽略不计，于是： ｅ＝ｒ2／2Ｒ（３） 上式说明ｅ与ｒ的平方成正比，所以分开中心愈远，光程差增加愈快，所看到的圆环也变得愈来愈密. 把上面（３）式代入（２）式可求得明环和暗环的半径： 如果已知入射光的波长λ，测出第ｋ级暗环的半径ｒ，由上式即可求出透镜的曲率半径Ｒ. 但在实际丈量中，牛顿环中心不是一个抱负的暗点，而是一个不太清晰的暗斑，无法确切定出ｋ值，又由于镜 面上有能够存在微小灰尘，这些都给丈量带来较大的系统误差. 我们可以通过取两个半径的平方差值来消除上述两种原因造成的误差.假设附加厚度为ａ，则光程差为： δ＝2（ｅ＋ａ）＋λ/2=(2ｋ＋1) λ/2 即ｅ＝ｋλ/2－ａ 将（３）式代入得： ｒ2＝ｋＲλ－2Ｒａ（５） 取ｍ、ｎ级暗环，则对应的暗环半径为ｒm，ｒｎ，由（５）式可得： ｒm２＝ｍＲλ－2Ｒａ ｒn２＝ｎＲλ－2Ｒａ 由此可解得透镜曲率半径Ｒ为：
等厚干涉实验报告
等厚干涉实验报告 LT
一、实验目的： 1.、观察牛顿环和劈尖的干涉现象。 2、了解形成等厚干涉现象的条件极其特点。 3、用干涉法测量透镜的曲率半径以及测量物体的微小直径或厚度。
二、实验原理： 1.牛顿环 牛顿环器件由一块曲率半径很大的平凸透镜叠放在一块光学平板玻璃上构成，结构如图所示。 当平行单色光垂直照射到牛顿环器件上时，由于平凸透镜和玻璃之间存在一层从中心向外厚度递增的空气膜，经空气膜和玻璃之间的上下界面反射的两束光存 在光程差，它们在平凸透镜的凸面（底面）相遇后将发生干涉，干涉图样是以接触点为中心的一组明暗相间、内疏外密的同心圆，称为牛顿环（如图所示。由牛顿最早发现）。由于同一干涉圆环各处的空气薄膜厚度相等，故称为等厚干涉。牛顿环实验装置的光路图如下图所示： 设射入单色光的波长为λ，在距接触点r k处将产生第k级牛顿环，此处对应的空气膜厚度为d k，则空气膜上下两界面依次反射的两束光线的光程差为
相间的等距平行条纹， 属于等厚干涉。 干涉条件如下： 2)12(22λ λδ+=+=k d k k 可知， 第k 级暗条纹对应的空气劈尖厚度为 2 λ k d k = 由干涉条件可知， 当k=0时d 0=0， 对应玻璃板的搭接处， 为零级暗条纹。 若在待测薄物体出出现的是第N 级暗条纹， 可知待测薄片的厚度（或细丝的直径）为 2λN d = 实际操作中由于N 值较大且干涉条纹细密， 不利于N 值的准确测量。 可先测出n 条干涉条纹的距离l ， 在测得劈尖交线到薄片处的距离为L ， 则干涉条纹的总数为： L l n N = 代入厚度计算式， 可得厚度/直径为： L l n d 2λ= 三、实验仪器： 牛顿环装置，钠光灯，读数显微镜，劈尖，游标卡尺 k=0, 1,
等厚干涉实验原理简短
1.等厚干涉的原理 最低0.27元/天开通百度文库会员，可在文库查看完整内容> 原发布者：guanful 教学要求掌握等倾干涉和等厚干涉的基本概念及其应用并会算题熟悉迈氏干涉仪和法-熟悉迈 氏干涉仪和法-泊干涉仪的原理及应用。理及应用。了解时空相干性概念，了解时空相干性概念，会用其结论处理相关问题Lecture1§3.1分波前干涉装置光场的空间相干性1.杨氏干涉装置结构2.其他分波前干涉装置3.干涉条纹的移动4.光场的空间相干性Lecture2薄膜干涉§3.2薄 膜干涉-等厚条纹1.光程差公式1.光程差公式2.尖劈2.尖劈3.牛顿环3.牛顿环薄膜干涉薄膜干 涉-分振幅干涉点发出的光波，从A点发出的光波，在介质的界面处分为反射和点发出的光波 折射两部分，折射两部分，折射部分再经下界面的反射又从上界面射出。介质中，界面射出。 在n1介质中，就有，2，……一系列介质中就有1，，一系列光波。由于这些光都是从同一列 光分得的，光波。由于这些光都是从同一列光分得的，所以是相干的；这些光是将原入射光的 能量（振幅）是相干的；这些光是将原入射光的能量（振幅）分为几部分得到的，被称为分振 幅的干涉。分为几部分得到的，被称为分振幅的干涉。An1n2i11234hi21′2′n13′4′对于厚的且 厚度不等的膜，空间相干性和时间相干性极差.对于厚的且厚度不等的膜空间相干性和时间相干性极差所以我们只讨论膜很薄（夹角很小的情况.夹角很小）的情况所以我们只讨论膜很薄夹角很小的情况点光源在透明介质薄膜上下表 2.等厚干涉的物理实验报告的小结怎么写 1、调节显微镜镜筒的时候，要百从最低点向上调，以免压坏牛顿环装置。 2、钠光灯的窗口要正对着读数显微镜的45°玻璃片，度尽量保证使光线平行射到45°玻璃片上； 3、调整读数显微知镜的反光镜角度时，不要使显微镜视场中的光线太强，否则反而道看不到 干涉条纹； 4、牛顿环装置的固定螺丝不要旋得太紧，以免变形过甚； 5、调焦时，严版防读数显微镜的45°玻璃片与牛顿环或劈尖碰撞； 6、测量时要权防止螺距差，并注意不要错数干涉条纹数目。
等厚干涉实验报告
南昌大学物理实验报告 课程名称：大学物理实验（下）_____________ 实验名称：等厚干涉____________ 学院：信息工程学院专业班级： 学生姓名：学号：_ 实验地点：基础实验大楼B313 座位号：___ 实验时间：第6周星期三下午三点四十五分_______
一、实验目的： 1.观察牛顿环和劈尖的干涉现象。 2.了解形成等厚干涉的条件及特点。 3. 用干涉法测量透镜的曲率半径以及测量物体的微小直径或厚度。 二、实验原理： 1.等厚干涉 光的等厚干渉，是利用透明薄膜的上下两表面对入射光依次反射，反射光相遇时发生的物理现象，干涉条件取决于光程差，光程差又取决于产生反射光的薄膜厚度，同一干涉条纹所对应的薄膜厚度相等，所以叫做等厚干渉。 当光源照到一块由透明介质做的薄膜上时，光在薄膜的上表面被分割成反射和折射两束光（分振幅），折射光在薄膜的下表面反射后，又经上表面折射，最后回到原来的媒质中，在这里与反射光交迭，发生相干。只要光源发出的光束足够宽，相干光束的交迭区可以从薄膜表面一直延伸到无穷远。薄膜厚度相同处产生同一级的干涉条纹，厚度不同处产生不同级的干涉条纹。这种干涉称为等厚干涉。如图1 图1
2. 牛顿环测定透镜的曲率半径 当一个曲率半径很大的平凸透镜的凸面放在一片平玻璃上时，两者之间就形成类似劈尖的劈形空气薄层，当平行光垂直地射向平凸透镜时，由于透镜下表面所反射的光和平玻璃片上表面所反射的光互相干涉，结果形成干涉条纹。如果光束是单色光，我们将观察到明暗相间的同心环形条纹；如是白色光，将观察到彩色条纹。这种同心的环形干涉条纹称为牛顿环。 图3 本实验用牛顿环来测定透镜的曲率半径。如图2。设在干涉条纹半径ｒ处空气厚度为ｅ,那么，在空气层下表面Ｂ处所反射的光线比在Ａ处所反射的光线多经过一段距离２ｅ。此外，由于两者反射情况不同：Ｂ处是从光疏媒质（空气）射向光密媒质（玻璃）时在界面上的反射，Ａ处则从光密媒质射向光疏媒质时被反射，因Ｂ处产生半波损失，所以光程差还要增加半个波长，即： δ=2ｅ＋λ/2 （１） 根据干涉条件，当光程差为波长整数倍时互相加强，为半波长奇数倍时互相抵消，因此： ()()22/122/22/2⎭ ⎬⎫ -----------+=+---------------=+暗环明环λλλλk e k e 从上图中可知： r 2=R 2-(R-e)2=2Re-e 2 因Ｒ远大于ｅ，故ｅ2远小于２Ｒｅ，ｅ2可忽略不计，于是： ｅ＝ｒ2／2Ｒ （３）