教案光的等厚干涉与应用
光的干涉和应用实验报告
教案光的等厚干涉与应用
一目的
1、观察光的等厚干涉现象，加深理解干涉原理
2、学习牛顿环干涉现象测定该装置中平凸透镜的曲率半径
3、掌握读数显微镜的使用方法
4、掌握逐差法处理数据的方法
二仪器
读数显微镜，钠光灯，牛顿环装置
三原理
牛顿环装置是一个曲率半径相当大的平凸透镜放在一平板玻璃上，这样两玻璃间形成空气薄层厚度e与薄层位置到中央接触点的距离r，凸透镜曲率半径R的关系为：
(a)
(b)
图20—1
根据干涉相消条件易得第K级暗纹的半径与波长λ及牛顿环装置中平凸透镜的凸面曲率半径R存在下述关系：
根据与K成正比的性质采取逐差法处理实验数据
四教学内容和步骤
1、牛顿环装置的调整，相应的提出问题，怎样将干涉图样调到装置的中心？
2、显微镜的调节，焦距怎么调？叉丝怎样调节？干涉图样不清晰怎么办？反光镜怎么用？刻度尺怎么读？
3、读数方法，要防止螺距差。
读完一组之后要把牛顿环转90度再重新读一组。
4、用逐差法处理数据，忽略仪器误差。
五注意事项
1、仪器轻拿轻放，避免碰撞。
2、镜头不可用手触摸，有灰尘时用擦镜纸轻轻拂去不能用力擦拭。
调焦及调鼓轮时不可超出可调范围。
为防止产生螺距误差，测量过程中鼓轮只能往一个方向转动，不许中途回倒鼓轮。
六主要考核内容
1、预习报告内容是否完整，原理图、公式、表格等是否无误。
2、看是否将干涉图样调出来，数据是否有误等。
七参考数据。
等厚干涉实验教案
等厚干涉实验教案
一、实验目的：
1.了解等厚干涉实验原理。
2.学习如何利用等厚干涉实验测量物体的厚度。
二、实验仪器：
1.等厚干涉仪
2.光源
3.物镜
4.分光镜
5.干涉滤光片
三、实验原理：
等厚干涉实验是一种利用干涉现象测量物体厚度的方法。
在等厚干涉实验中，光线通过物体时，会产生干涉现象，使得光线的相位差发生变化，从而形成干涉条纹，通过观察干涉条纹的变化，可以测量物体的厚度。
四、实验步骤：
1.将光源放置在等厚干涉仪的一端，使光线通过物镜，然后通过分光镜，分为两束光线。
2.一束光线穿过待测物体，另一束光线不穿过物体，经过干涉滤光片后再汇合。
3.观察干涉条纹的变化，调整干涉滤光片的角度，使干涉条纹清晰可见。
4.根据干涉条纹的变化，测量物体的厚度。
五、实验注意事项：
1.实验过程中要注意安全，避免眼睛直接看光源。
2.调整干涉滤光片的角度时，要小心操作，以免损坏实验仪器。
3.在观察干涉条纹时，要保持比较稳定的环境，避免外界干扰。
六、实验结果分析：
通过等厚干涉实验，我们可以测量物体的厚度。
实验结果的精度受到多种因素的影响，如光源的稳定性、干涉滤光片的质量、观察环境的稳定等。
因此，在实验中要注意这些因素的影响，并尽量减少误差，提高实验结果的精度。
光的等厚干涉与应用
物理实验教案实验名称：光的等厚干涉与应用 1 目的1）观察光的等厚干涉现象，加深理解干涉原理2）学习牛顿环干涉现象测定该装置中平凸透镜的曲率半径 3）掌握读数显微镜的使用方法 4）掌握逐差法处理数据的方法2 仪器读数显微镜，钠光灯，牛顿环装置3 实验原理3.1光的等厚干涉原理如图15-1所示，在平面a a '与平面b b '之间存在一个空气气隙。
当入射光投射到平面a a '上时，部分光被反射后朝1方向传播，部分透过平面a a '投射到平面b b '上被反射后再透过平面a a '朝2方向传播，两光线叠加互相干涉，叠加处两束光的光程差近似为22λδ+=e ，式中2λ为光由光疏介质反射到光密介质表面时产生的附加光程差，也称半波损失。
图15-1 产生暗纹的条件为：)(,,2,1,0,2)12(22整数n K K e =+=+=λλδ 厚度相等的地方光程差相等，所以称此种干涉为等厚干涉。
3.2牛顿环与凸透镜曲率半径测定牛顿环装置是一个曲率半径相当大的平凸透镜放在一平板玻璃上，这样两玻璃间形成空气薄层厚度e 与薄层位置到中央接触点的距离r ，凸透镜曲率半径R 的关系为：R r e 22=(b)图20—1根据干涉相消条件易得第K 级暗纹的半径与波长λ及牛顿环装置中平凸透镜的凸面曲率半径R 存在下述关系： λλK K R drKK422==根据dK2与K 成正比的性质采取逐差法处理实验数据)(422n m R d d n m -=-λ4 教学内容1) 打开钠光灯，调整牛顿环装置使干涉图样处于装置中心，之后将它放在显微镜的载物台上, 调整显微镜的方向使显微镜下的半反射镜将光反射到牛顿环装置上，如图20-1（a ）。
2) 调节显微镜的目镜直到看清“十”字叉丝，降低显微镜筒，使它靠近牛顿环装置的表面，然后慢慢往上调节必要时调节下方的反光镜，直到看清牛顿环图样为止。
3) 转动鼓轮，使显微镜筒大约在主尺中间的位置。
光的干涉实验报告
光的干涉实验报告篇一：光的干涉和应用实验报告教案光的等厚干涉与应用一目的1、观察光的等厚干涉现象，加深理解干涉原理2、学习牛顿环干涉现象测定该装置中平凸透镜的曲率半径3、掌握读数显微镜的使用方法4、掌握逐差法处理数据的方法(原文来自：小草范文网:光的干涉实验报告)二仪器读数显微镜，钠光灯，牛顿环装置三原理牛顿环装置是一个曲率半径相当大的平凸透镜放在一平板玻璃上，这样两玻璃间形成空气薄层厚度e与薄层位置到中央接触点的距离r，凸透镜曲率半径R的关系为：(a) (b)图20—1根据干涉相消条件易得第K级暗纹的半径与波长λ及牛顿环装置中平凸透镜的凸面曲率半径R存在下述关系：根据与K成正比的性质采取逐差法处理实验数据四教学内容和步骤1、牛顿环装置的调整，相应的提出问题，怎样将干涉图样调到装置的中心？2、显微镜的调节，焦距怎么调？叉丝怎样调节？干涉图样不清晰怎么办？反光镜怎么用？刻度尺怎么读？3、读数方法，要防止螺距差。
读完一组之后要把牛顿环转90度再重新读一组。
4、用逐差法处理数据，忽略仪器误差。
五注意事项1、仪器轻拿轻放，避免碰撞。
2、镜头不可用手触摸，有灰尘时用擦镜纸轻轻拂去不能用力擦拭。
调焦及调鼓轮时不可超出可调范围。
为防止产生螺距误差，测量过程中鼓轮只能往一个方向转动，不许中途回倒鼓轮。
六主要考核内容1、预习报告内容是否完整，原理图、公式、表格等是否无误。
2、看是否将干涉图样调出来，数据是否有误等。
七参考数据篇二：光的等厚干涉牛顿环实验报告光的等厚干涉牛顿环实验报告[实验目的]1．观察光的等厚干涉现象，熟悉光的等厚干涉的特点。
2．用牛顿环测定平凸透镜的曲率半径。
3．用劈尖干涉法测定细丝直径或微小厚度。
[实验仪器]牛顿环仪，移测显微镜、钠灯、劈尖等。
[实验内容]1．用牛顿环测量平凸透镜表面的曲率半径（1）按图11-2安放实验仪器（2）调节牛顿环仪边框上三个螺旋，使在牛顿环仪中心出现一组同心干涉环。
将牛顿环仪放在显微镜的平台上，调节45°玻璃板，以便获得最大的照度。
光的等厚干涉现象与应用
光的等厚干涉现象与应用光的干涉现象是光学中的一个经典现象，它是指光波的两个或多个波前相互干涉而引起的强度变化现象。
其中，光的等厚干涉是一种特殊的干涉现象，在该干涉现象中，干涉产生的原因是通过略微倾斜的两面平行玻璃板或者泡沫等等薄膜传播的光线，它们的路径差恰好为波长的整数倍。
等厚干涉是一种非常重要的干涉现象，它发生在两块平行板状物体之间的光线相互作用时。
当光线从第一块平板射向第二块平板时，由于两个平板彼此平行，所以从第一块平板射向第二块平板的光线在传播过程中不会发生偏折，但是由于两个平板间存在一定的距离，则会使得从前一个平板传过来的光线与从后一个平板传过来的光线存在不同的光程差。
由于光程差不同，所以在两块平板之间，同一条光线的相邻两束光线之间存在相位差，因此在这两个光线相遇的地方就会发生干涉现象。
当两束光线相遇时，由于在传播过程中产生的相位差不同，所以它们所遮挡掉的光线的强度也不同，这就形成了等厚干涉的特殊形式。
二、应用1.波长测量等厚干涉可以广泛应用于波长测量。
这是因为当光线在两个平板之间传播时，两个平板间距离（t）是相等的，因此，当出射光谱在干涉的区域中产生两个最亮的条纹时，波长就可以通过下列公式计算：λ=2t/N，其中N是最亮的条纹数量。
2. 晶体缺陷检测等厚干涉也可以应用于晶体缺陷检测。
当电子通过一个晶体时，它们会有不同的能量、速度和方向，一些电子会打翻晶体原子并留下一个暂时缺口。
这个缺口将使传递的电子发生相移，这就引发了等厚干涉。
通过观察干涉条纹的形状，可以确定缺陷的深度，从而推断其大小和位置。
3. 表面形态的检测等厚干涉还用于检测表面形态。
为此，必须将被测试物品放置在两个平行平板之间，然后通过照射亮光线来观察干涉条纹的形状。
通过干涉条纹的形状可以获取被测面的形状。
总之，光的等厚干涉是一种非常重要的干涉现象，在物理和化学领域有着广泛的应用。
因此，对等厚干涉现象的深入研究和应用，对于推动科技进步和提高生产效率具有重要的意义。
光的等厚干涉
Lm + 20
1 2 3 4 5
Lm
L20 =| Lm + 20 - Lm |
L0
LN
L =| LN - L0 |
(2)计算纸片厚度 e 的最佳值 e 和不确定度 (3)写出实验结果： e = e
e
（要求考虑仪器误差)
± e (mm)。
六、实验报告 1. 记录实验所用的实验仪器（型号或规格），实验环境条件； 2. 简述实验原理和实验的操作过程，按数据处理要求，给出实验测量结果，分析、讨 论本次实验误差产生的原因。 七、思考题 1. 牛顿环干涉条纹形成在哪一个面上？产生的条件是什么？ 2. 牛顿环的中心在什么情况下是暗的，在什么情况下是亮的？ 3. 本实验装置是如何使等厚条纹产生的条件得到近似满足的？
当单色光垂直照射时，空气薄膜（折射率为 1）上下表面反射光产生干涉，形成了明暗 相间的干涉条纹，如图 5-9-4 所示。其中产生第 k 级暗条纹的反射光光程差为
= 2ek
所以， ek =
2
+ (2k +1)
2
(k =0,1,2,L ,n)
1 k 2
(k =0,1,2,L ,n) 。
当 k ＝0 时，即 ek = 0 ，为两玻璃接触端。由于半波损失，接触端为暗条纹。 假设纸片处干涉级次为 N，纸片厚度为 eN ，则
1 N =10 2
四、实验内容 1. 观察牛顿环的干涉图样 (1)调整牛顿环仪的三个调节螺丝，在自然光照 射下将干涉图样移到牛顿环仪的中心附近。注意螺 丝调节不能太紧，以免中心暗斑太大，甚至损坏牛 顿环仪。 (2)将牛顿环仪放在显微镜筒正下方，点亮钠光 灯，使发出的光( =589.3 nm)射到与水平成 45° 图 5-9-5 牛顿环干涉装置图
教案光的等厚干涉与应用
教案《光的等厚干涉与应用》教案编辑专员：一、教学目标1. 知识与技能：了解光的干涉现象及其产生的条件。
掌握等厚干涉条纹的特点及产生原理。
能够运用等厚干涉原理解决实际问题。
2. 过程与方法：通过观察实验现象，培养学生的观察能力和实验操作能力。
通过分析实验结果，培养学生的数据分析能力。
通过小组讨论，培养学生的团队合作能力和解决问题的能力。
3. 情感态度价值观：培养学生对科学实验的兴趣和好奇心。
培养学生勇于探索和坚持不懈的科学精神。
培养学生关注自然界中光的干涉现象，提高对物理现象的敏感度。
二、教学内容1. 光的干涉现象介绍光的干涉现象及其产生的条件。
解释干涉条纹的形成原理。
2. 等厚干涉条纹的特点讲解等厚干涉条纹的形成过程。
分析等厚干涉条纹的特点，如亮度、间距等。
3. 实验操作与观察指导学生进行实验操作，观察等厚干涉现象。
引导学生观察并记录实验现象，如干涉条纹的形状、间距等。
4. 数据分析与讨论引导学生分析实验结果，如干涉条纹的变化原因。
组织学生进行小组讨论，分享各自的观察和分析结果。
5. 应用实例介绍等厚干涉原理在实际生活中的应用实例，如光学滤波器、厚度测量等。
引导学生思考等厚干涉原理在其他领域的潜在应用。
三、教学方法1. 实验演示法：通过实验演示等厚干涉现象，引导学生观察和理解干涉原理。
2. 问题导向法：提出问题引导学生思考和讨论，激发学生的学习兴趣和探究欲望。
3. 小组讨论法：组织学生进行小组讨论，促进学生之间的交流与合作，培养团队合作能力。
4. 案例分析法：通过介绍实际应用实例，帮助学生将理论知识与实际问题相结合，提高解决问题的能力。
四、教学资源1. 实验器材：干涉实验装置、光源、光屏等。
2. 多媒体教学：PPT课件、实验视频等。
3. 参考资料：相关教材、学术论文等。
五、教学评价1. 课堂参与度：观察学生在课堂上的发言和提问情况，评估学生的参与度。
2. 实验报告：评估学生的实验观察、数据记录和分析能力。
实验22光的等厚干涉现象及其应用
光的等厚干涉现象及其应用
若将来自同一光源的光分成两束，这两束光经过不同的路径传播后再相遇，一般就会 产生干涉现象——明暗条纹。光的干涉现象证实了光的波动性，光的干涉在科研、生产和 生活中有着广泛的应用，如用来检查光学元件表面的光洁度和平整度；用来测量透镜的曲 率半径和光波波长；用来测量微小厚度和微小角度等等。通过本实验可以深刻地理解等厚 干涉现象及其应用。
·198·
如果 AOB 表面与 CD 面在 O 点紧密接触，在 O 点 d＝0（ ∆ = λ / 2 ） ，牛顿环的中心 是一暗斑。如果在 O 点不是紧密接触，则 d ≠ 0 ，牛顿环的中心就不一定是暗斑，也可能 是一亮斑。 由图 3-22-3 可知，直角三角形 PEQ 和 EOQ 是相似的。如果 E 点正好位于半径为 rm 的 圆环上，则
（3-22-6）
式中，m 表示暗环的级数。如果已知单色光的波长为 λ ，同时测出 m 级暗环半径 rm ，就可 以算出平凸透镜的曲率半径 R； 反之， 如果已知 R， 测量 m 后， 就可以算出单色光的波长 λ 。 实际上，平凸透镜的凸面和平晶（光学平板玻璃）的接触处往往由于灰尘或压力引起 的附加光程差，使得牛顿环的级数 m 和环的中心无法确定，因此不能用式（3-22-6）来测 定 R。 为消除灰尘或压力引起的附加光程差带来的系统误差， 经过简单推算， 将式 （3-22-6） 变为如下形式
（3-22-2）
时产生暗条纹；
图 3-22-1 等厚干涉光路图
当光程差
∆ = 2d +
λ
2
= 2k
λ
2
(k = 0,1,2,.!)
（3-22-3）
1λ d = k − 2 2
时产生亮条纹。因此，在空气薄膜厚度相同处产生同一级的干涉条纹，如图 3-22-2 所示。 图 3-22-2 （a） 表示上下两个表面的平整性很好， 因而产生规则的干涉直条纹； 图 3-22-2 （b） 表示两个表面的平整度很差，因而产生很不规则的干涉花样。这些都叫等厚干涉条纹。
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教案 光的等厚干涉与应用
林一仙
一 目的
1、 观察光的等厚干涉现象，加深理解干涉原理
2、 学习牛顿环干涉现象测定该装置中平凸透镜的曲率半径
3、 掌握读数显微镜的使用方法
4、 掌握逐差法处理数据的方法
二 仪器
读数显微镜，钠光灯，牛顿环装置
三 原理
牛顿环装置是一个曲率半径相当大的平凸透镜放在一平板玻璃上，这样两玻璃间形成空气薄层厚度e 与薄层位置到中央接触点的距离r ，凸透镜曲率半径R 的关系为：
R
r e 22
(a)
(b)
图20—1
根据干涉相消条件易得第K 级暗纹的半径与波长λ及牛顿环装置中平凸透镜的凸面曲率半径R 存在下述关系：
λλK K R d r K K 422==
根据d K
2与K 成正比的性质采取逐差法处理实验数据 )(422n m R d d n m -=-λ
四 教学内容和步骤
1、 牛顿环装置的调整，相应的提出问题，怎样将干涉图样调到装
置的中心？
2、 显微镜的调节，焦距怎么调？叉丝怎样调节？干涉图样不清晰
怎么办？反光镜怎么用？刻度尺怎么读？
3、 读数方法，要防止螺距差。
读完一组之后要把牛顿环转90度再
重新读一组。
4、 用逐差法处理数据，忽略仪器误差。
五 注意事项
1、 仪器轻拿轻放，避免碰撞。
2、 镜头不可用手触摸，有灰尘时用擦镜纸轻轻拂去不能用力擦拭。
调焦及调鼓轮时不可超出可调范围。
为防止产生螺距误差，测量过程中鼓轮只能往一个方向转动，不许中途回倒鼓轮。
六 主要考核内容
1、 预习报告内容是否完整，原理图、公式、表格等是否无误。
2、 看是否将干涉图样调出来，数据是否有误等。