南昌大学等厚干涉实验报告
等厚干涉实验报告
等厚干涉实验报告等厚干涉实验报告引言：等厚干涉实验是一种基于干涉现象的光学实验，通过观察光的干涉现象来研究光的性质和行为。
在这个实验中，我们使用了一台干涉仪来观察等厚干涉现象，并对其进行了深入的研究和分析。
实验目的：通过等厚干涉实验，我们的目的是探究光的干涉现象，研究光的波动性质，并通过实验结果来验证干涉理论。
实验原理：等厚干涉实验基于的原理是光的干涉现象。
当两束光波相遇时，它们会发生干涉，产生干涉条纹。
在等厚干涉实验中，我们使用了一台干涉仪，它由一个透明的分波镜和两个平行的玻璃板组成。
当光通过分波镜后，被分成两束，分别经过两个平行的玻璃板。
当这两束光波再次相遇时，它们会产生干涉现象。
实验步骤：1. 准备工作：调整干涉仪的光源，使其发出单色光。
2. 调整干涉仪：通过调整干涉仪的分波镜和玻璃板的位置，使得两束光波相遇时形成清晰的干涉条纹。
3. 观察干涉条纹：使用目镜或显微镜观察干涉条纹的形状和颜色，并记录下观察结果。
4. 改变光源：尝试使用不同颜色的光源，观察干涉条纹的变化，并记录下观察结果。
5. 改变玻璃板的厚度：在实验过程中，逐渐改变玻璃板的厚度，观察干涉条纹的变化，并记录下观察结果。
实验结果：通过观察等厚干涉实验的结果，我们可以发现以下几个现象：1. 干涉条纹的形状：干涉条纹呈现出明暗相间的条纹，形状有时呈现出直线，有时呈现出弯曲的形状。
2. 干涉条纹的颜色：干涉条纹的颜色随着光源的改变而变化，不同颜色的光源会产生不同颜色的干涉条纹。
3. 玻璃板厚度的影响：改变玻璃板的厚度会导致干涉条纹的变化，厚度增加时，干涉条纹会变得更加密集。
实验分析：通过对等厚干涉实验的观察和分析，我们可以得出以下结论：1. 光的波动性质：干涉现象表明光具有波动性质，不同光波之间会发生干涉。
2. 光的波长：干涉条纹的间距和颜色的变化可以用来测量光的波长，从而进一步研究光的性质。
3. 玻璃板的厚度：玻璃板的厚度对干涉条纹的形状和密度有着显著的影响，通过改变玻璃板的厚度，我们可以调控干涉条纹的形态。
光的等厚干涉
按同样的操作方法即可求出未知光波的波长
实验原始数据：
南昌大学物理实验报告
课程名称：大学物理实验
实验名称：光的等厚干涉
学院：机电工程学院专业班级：机制159班
学生姓名：熊特学号：**********
实验地点：座位号：
实验时间：第十一周周二补周一实验
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以及测量物体的微小直径或厚度。
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：
二、实做的薄膜上时，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
0.11059776
93.83824877
25
25.101
17.497
0.818
0.669124
24
25.038
17.562
0.804
0.646416
0.12750976
108.1874767
南昌大学物理实验报告-光的等厚干涉
南昌⼤学物理实验报告-光的等厚⼲涉物理实验报告姓名：罗程学号：5902616003序号：26班级：能源与动⼒⼯程161班实验名称：光的等厚⼲涉实验⽬的：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实验仪器：⽜顿环装置，钠光灯，读数显微镜，劈尖等实验原理：当⼀个曲率半径很⼤的平凸透镜的凸⾯放在⼀⽚平玻璃⽚上时，两者之间就形成类似劈尖的劈型空⽓薄层，当平⾏光垂直的射向平凸透镜时，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，⽜顿环是⼀种典型的等厚⼲涉，利⽤它可以检验光学元件的平整度，光洁度；测定透镜的曲率半径或测量单⾊光波长等。
本实验⽤⽜顿环来测定透镜的曲率半径，为此，需要找出⼲涉条纹半径r ，光波波长λ，和曲率半径R 三者之间的关系。
设在条纹半径r 处空⽓厚度为e，如图所⽰，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 处是从光疏介质（空⽓）射向光密介质（玻璃）时在界⾯上的反射，A 处则从光密介质射向光疏介质时被反射，因B 处产⽣半波损失，，所以光程差还要增加半个波长，即2=δe 2/λ+根据⼲涉条件，当光程差为波长整数倍时光强互相加强，为半波长奇数倍时互相抵消，因此2e+λλk =2/(明环）2/)12(2/2λλ+=+k e （暗环）(15-2)从上图中可知，2222Re 2)(ee R R r -=--=因R 远⼤于e，故2e 远⼩于2Re,2e 可忽略不计，于是e=R r 2/2(15-3)上式说明e 与r 的平⽅成正⽐，所以离开中⼼越远，光程差增加越快，所看到的圆环也变得越来越密。
把上式（15-3）代⼊式（15-2）可求得明环和暗环的半径2/)12(2λR k r -=λkR =2r (15-4)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。
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是一项重要的光学实验，通过该实验可以观察到光的干涉现象，从而深入理解光的波动性质。
本次实验旨在通过等厚薄膜的干涉现象，验证光的波动性质，并通过实验数据分析得出结论。
实验仪器与原理。
实验中所使用的仪器包括，He-Ne激光器、准直器、半反射镜、等厚薄膜样品、平行玻璃板等。
实验原理是基于薄膜的反射和透射光程差引起的干涉现象。
当入射光线照射到薄膜表面时，一部分光被反射，另一部分光被透射。
在薄膜内部，反射光和透射光再次发生干涉，形成干涉条纹。
实验步骤。
1. 将He-Ne激光器与准直器对准，使激光垂直照射到半反射镜上。
2. 调整半反射镜，使激光分为两束，一束垂直照射到等厚薄膜样品上，另一束照射到平行玻璃板上。
3. 观察薄膜样品上的干涉条纹，记录下观察到的现象。
4. 改变薄膜样品的厚度，再次观察干涉条纹的变化。
5. 根据实验数据，分析得出结论。
实验结果与分析。
通过实验观察，我们发现在等厚薄膜样品上出现了清晰的干涉条纹。
随着薄膜厚度的改变，干涉条纹的间距也发生了相应的变化。
通过测量不同厚度下的干涉条纹间距，我们得出了一系列数据。
通过对数据的分析，我们发现干涉条纹的间距与薄膜厚度之间存在一定的关系，这与光的波动性质相吻合。
结论。
通过本次实验，我们验证了光的波动性质，并得出了光的等厚干涉条纹与薄膜厚度的关系。
实验结果表明，光在薄膜中的传播具有波动性质，能够产生干涉现象。
因此，光的波动理论能够很好地解释薄膜干涉现象。
总结。
光的等厚干涉实验是一项重要的光学实验，通过该实验可以深入理解光的波动性质。
通过本次实验，我们验证了光的波动性质，并得出了光的等厚干涉条纹与薄膜厚度的关系。
实验结果对于深入理解光的波动性质具有重要意义，也为光学理论的进一步研究提供了重要的实验依据。
通过本次实验，我们对光的波动性质有了更深入的了解，也为光学理论的研究提供了重要的实验数据。
希望本次实验结果能够对光学领域的研究和应用有所帮助。
大学等厚干涉实验报告
大学等厚干涉实验报告大学等厚干涉实验报告引言：大学等厚干涉实验是一种经典的光学实验，通过利用光的干涉现象来研究光的性质和特性。
在这个实验中，我们可以观察到光的干涉现象，了解光的波动性质，并通过实验数据进行分析和计算，从而得出结论。
本文将对大学等厚干涉实验进行详细的讲解和分析。
一、实验原理大学等厚干涉实验是基于光的干涉现象进行的，干涉是光波相遇时产生的一种现象。
当两束光波相遇时，它们会相互叠加形成干涉图案。
在等厚干涉实验中，我们使用一个等厚透明薄片来产生干涉。
二、实验装置实验装置主要由透明等厚薄片、光源、凸透镜和干涉屏组成。
首先，我们将光源放置在一定的位置上，然后通过凸透镜将光线聚焦到透明等厚薄片上。
当光线通过薄片时，会发生干涉现象，最后通过干涉屏观察干涉图案。
三、实验步骤1. 准备实验装置：将光源、凸透镜、透明等厚薄片和干涉屏依次放置在实验台上，并调整它们的位置和角度，使得光线能够顺利通过。
2. 观察干涉现象：打开光源，调整凸透镜的位置，使得光线经过透明等厚薄片后能够形成干涉图案在干涉屏上。
观察干涉图案的形状和变化。
3. 记录实验数据：使用尺子或显微镜测量干涉图案的明暗条纹的间距和宽度，并记录下来。
4. 数据分析：根据实验数据，进行计算和分析，得出结论。
四、实验结果与讨论通过实验观察和数据记录，我们可以得到一些有趣的结果。
首先，我们可以观察到干涉图案的明暗条纹是等距分布的，这是由于等厚薄片引起的光程差造成的。
光程差的大小取决于等厚薄片的厚度和入射光的波长。
其次，我们还可以通过测量明暗条纹的间距和宽度来计算等厚薄片的厚度。
根据干涉的原理和公式，我们可以得到等厚薄片的厚度与干涉条纹的间距和波长之间的关系。
通过实验数据的计算和分析，我们可以得到等厚薄片的厚度。
此外，我们还可以通过调整光源的颜色或改变入射光的波长，观察干涉图案的变化。
不同波长的光会产生不同的干涉图案，这是由光的波动性质决定的。
五、实验应用大学等厚干涉实验不仅仅是一种基础的光学实验，还有一些实际的应用。
等厚干涉的实验报告
等厚干涉的实验报告等厚干涉的实验报告引言：等厚干涉是一种重要的光学现象，它在科学研究和工程应用中具有广泛的应用。
本实验旨在通过等厚干涉的实验，探究光的干涉现象及其原理，并通过实验结果分析验证等厚干涉的特性。
实验原理：等厚干涉是指当光线经过介质界面时，由于介质的厚度不同，光线在介质中传播的速度也不同，从而形成干涉现象。
在等厚干涉中，光线经过两个平行的透明介质界面时，当两个界面之间的厚度差为波长的整数倍时，光线会发生相干干涉。
实验装置：本实验采用了一束单色光源、两块平行透明玻璃板以及一个光学平台。
实验中，我们通过调节两块平行玻璃板之间的距离，观察干涉条纹的变化。
实验步骤：1. 将两块平行玻璃板放置在光学平台上，保证它们之间的距离相等。
2. 打开单色光源，调节其位置和方向，使光线垂直射入两块平行玻璃板之间。
3. 通过调节光学平台上的螺旋调节器，改变两块平行玻璃板之间的距离。
4. 观察光线透过玻璃板后的干涉现象，记录下观察到的干涉条纹的变化。
实验结果：在实验过程中，我们观察到了明暗相间的干涉条纹。
随着两块平行玻璃板之间的距离变化，干涉条纹的间距也发生了变化。
当两块玻璃板之间的距离为波长的整数倍时，干涉条纹最为明显。
而当两块玻璃板之间的距离为波长的奇数倍时，干涉条纹则几乎消失。
讨论与分析：根据实验结果，我们可以得出结论：等厚干涉是由于光线在介质中传播速度不同而产生的干涉现象。
当两块平行玻璃板之间的距离为波长的整数倍时，光线经过两块玻璃板后会发生相位差，从而形成明暗相间的干涉条纹。
而当两块玻璃板之间的距离为波长的奇数倍时，相位差几乎为零，干涉条纹几乎消失。
等厚干涉现象在实际应用中具有重要意义。
例如，在光学薄膜的制备过程中，通过控制薄膜的厚度，可以实现特定波长的光的反射和透射，从而实现光的滤波和分光。
此外，等厚干涉还可以用于光学测量中，例如测量薄膜的厚度、折射率等。
结论：通过本实验，我们深入了解了等厚干涉的原理和特性。
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。
等厚干涉实验报告总结
等厚干涉实验报告总结
以下是对等厚干涉实验的报告总结：
实验目的：
1. 理解光的干涉现象；
2. 研究等厚干涉的原理和特性；
3. 掌握调节玻璃片厚度对干涉条纹的影响。
实验装置：
1. 激光光源：提供单色、相干的光束；
2. 一对平行玻璃片：具有相同的折射率，可以调节其厚度；
3. 透射屏：用于观察干涉条纹的形成。
实验步骤：
1. 将激光光源对准透射屏，使得光束垂直射入；
2. 将一对平行玻璃片放置在光路中，调节其厚度；
3. 观察透射屏上形成的干涉条纹；
4. 通过调节玻璃片厚度，观察干涉条纹的变化。
实验结果与分析：
1. 当两片玻璃片的厚度相同时，透射屏上形成均匀亮度的干涉条纹。
这是因为两束光经过相同的光程差，相位差保持不变，形成明纹；
2. 当其中一片玻璃片的厚度发生改变时，透射屏上的干涉条纹发生变化。
厚度增加，导致光程差增大，出现暗纹；厚度减小，光程差减小，出现明纹；
3. 干涉条纹的间距与光的波长有关，通过测量干涉条纹的间距可以计算出光的波长。
结论：
通过等厚干涉实验，我们观察到了干涉条纹的形成和变化，并理解了其原理。
这个实验验证了光的干涉现象，证明了光的波动性质。
通过调节玻璃片的厚度，我们能够控制干涉条纹的形态，从而深入研究光的干涉现象及其应用。
总结：
等厚干涉实验是一种简单而重要的实验，可以帮助我们理解光的干涉现象。
通过实验我们了解了干涉条纹的形成规律，以及玻璃片厚度对干涉条纹的影响。
这个实验不仅加深了我们对光学原理的理解，还为后续的光学研究和应用提供了基础。
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南昌大学物理实验报课程名
大学物理物理实验
称：
实验名
声波衰减系数的测量
称：
学院：
专业班级：
学生姓名：
学号：
实验地
点：物理实验中心B313 2
实验时间：
实验目的
（1） 观察和研究牛顿圈 ,劈尖干涉的等厚干涉现象及其特点 ,学
习利用干涉 现象进行干设计量的方法 ,加深对光的波动性的认识 .
（2） 掌握用等厚干涉法测量透镜曲率半径 ,薄膜厚度原理和方
法 ,通过实验 加强等厚干涉原理的理解 ;
（3） 学习掌握读数显微镜的原理和使用 . 实验仪器
JCD3型读数显微镜，牛顿环，钠光灯，凸透镜 （ 包括三爪式透镜夹和固定滑座 ）
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 在距接触点 r k 处将产 环， 此处对应的空气 则空气膜上下两界面
k
2nd k
式中， n 为空气的折射率（一般取 1）， λ/2是光从光疏介质（空气）射到光密介质（玻璃）的交
两束光线的光程差为
的波长为 λ， 生第 k 级牛顿 膜厚度为 d k ， 依次反射的
界面上反射时产生的半波损失。
根据干涉条件，当光程差为波长的整数倍时干涉相长，故薄膜上下界面上的两束反射光的光程差存在两种情况：
的误差出现。
由上可得：反之为半波长奇数倍时干涉相消，
k 2d k 2
2k
2
K=1,2,3, ⋯., 明环
(2k 1)
2K=0,1,2, ⋯., 暗环
由上页图可得干涉环半径r k ，膜的厚度d k 与平凸透镜的曲率半径R 之间的关系
2 2
2
R2 (R d k)2 r k2。
由于dk 远小于R，故可以将其平方项忽略而得到
2
2Rd k r k 。
结合以
上的两种情况公式，得到：
r k2 2Rd k kR ，k 0,1,2...,暗环
由以上公式课件，r k与d k成二次幂的关系，故牛顿环之间并不是等距的，且为了避免背光因素干扰，一般选取暗环作为观测对象。
而在实际中由于压力形变等原因，凸透镜与平板玻璃的接触不是一个理想的点而是一个圆面；另外镜面沾染回程会导致环中心成为一个光斑，这些都致使干涉环的级数和半径无法准确
测量。
而使用差值法消去附加的光程差，用测量暗环的直径来代替半径，都可以减少以上类型
2
m D 2n
R
D
4(m n)
式中，D m、D n分别是第m 级与第n 级的暗环直径，由上式即可计算出曲率半径R 。
由于式中使用环数差m-n 代替了级数k ，避免了圆环中心及暗环级数无法确定的问题。
凸透镜的曲率半径也可以由作图法得出。
测得多组不同的D m和m，根据公式D2m 4R m，
可知只要作图求出斜率4R ，代入已知的单色光波长，即可求出凸透镜的曲率半径R。
2. 劈尖
将两块光学平玻璃叠合在一起，并在其另一端插入待测的薄片或细丝(尽可能使其与玻璃的搭接线平行) ，则在两块玻璃之间形成以空气劈尖，如下图所示：
2
当单色光垂直射入时， 在空气薄膜上下两界面反射的两束光发生干涉；
等之处是平行于两玻璃交线的平行直线， 因此干涉条纹是一组明暗相间的等距平行条纹， 于等厚干涉。
干涉条件如下：
k
2
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
dN 2
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：
n
l L
代入厚度计算式， 可得厚度 /直径为：
2l
实验步骤
1. 牛顿环直径的测量
（ 1） 准备工作： 点亮并预热纳光灯； 调整光路， 使纳光灯均匀照射到读数显微镜的反 光镜
上， 并调节反光镜片使得光束垂直射入牛顿环器件。
恰当调整牛顿环器件， 直 至肉眼课件细小的正常完整的牛顿环干涉条纹后， 把牛顿环器件放至显微镜的中央 并对准。
完成显微镜的调焦， 使牛顿环的中央与十字交叉的中心对准后， 固定牛 顿环器件。
2） 测量牛顿环的直径：
由于空气劈尖厚度相
2d k
(2k 1)
22
k=0, 1, 2,⋯
可知， 第 k 级暗条纹对应的空气劈尖厚度为
=813mm
=3.2
E= R =3.936 10 3
R
R
=813 3.2mm
2.测薄片厚度或细丝直径
要进行多次测量， 然后求平均值， 再代入公式求出薄片厚度或细
丝直径 d 。
计算 R 、相对不确定度 R 结果表示为 R
R ：
暗纹间距 △ L 、
劈尖两块玻璃板交线到待测薄片或细丝的间距 L。