薄膜干涉实验
薄膜干涉研究实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解薄膜干涉的基本原理和现象。
2. 通过实验观察薄膜干涉条纹，分析薄膜的厚度和折射率。
3. 掌握使用薄膜干涉现象测量薄膜厚度和折射率的方法。
4. 了解薄膜干涉在光学器件中的应用。
二、实验原理薄膜干涉是指当光波照射到透明薄膜上时，从薄膜的前后表面分别反射的光波发生干涉，形成明暗相间的干涉条纹。
这种现象与薄膜的厚度、折射率和入射光的波长有关。
根据薄膜干涉的原理，当光波从光疏介质（如空气）进入光密介质（如薄膜）时，会发生部分反射和部分折射。
从薄膜的前表面反射的光波与从薄膜的后表面反射的光波之间会产生光程差，这个光程差与薄膜的厚度和折射率有关。
当光程差为波长的整数倍时，两束反射光波发生相长干涉，形成明条纹；当光程差为半波长的奇数倍时，两束反射光波发生相消干涉，形成暗条纹。
因此，通过观察干涉条纹的分布，可以计算出薄膜的厚度和折射率。
三、实验仪器与材料1. 薄膜干涉实验装置（包括光源、薄膜样品、显微镜等）。
2. 精密测量工具（如游标卡尺、读数显微镜等）。
3. 记录本和笔。
四、实验步骤1. 将薄膜样品放置在实验装置中，确保光源垂直照射到薄膜上。
2. 观察显微镜下的干涉条纹，调整薄膜样品的位置，使干涉条纹清晰可见。
3. 使用游标卡尺测量薄膜样品的厚度。
4. 通过显微镜观察干涉条纹，记录明暗条纹的位置。
5. 根据干涉条纹的位置和薄膜的厚度，计算薄膜的折射率。
五、实验结果与分析1. 通过实验观察，成功观察到了明暗相间的干涉条纹。
2. 使用游标卡尺测量薄膜样品的厚度，得到厚度为d。
3. 通过显微镜记录明暗条纹的位置，计算光程差ΔL。
4. 根据公式ΔL = 2nd，计算出薄膜的折射率n。
六、讨论与结论1. 实验结果表明，薄膜干涉现象确实存在，且与薄膜的厚度和折射率有关。
2. 通过实验，成功测量了薄膜的厚度和折射率，验证了薄膜干涉原理的正确性。
3. 薄膜干涉在光学器件中具有广泛的应用，如增透膜、滤光膜、偏振膜等。
光的干涉实验应用薄膜干涉与牛顿环的应用
光的干涉实验应用薄膜干涉与牛顿环的应用光的干涉是指两束或多束光波相互叠加产生干涉现象的过程。
光的干涉实验是物理学中经典的实验之一，它揭示了光的波动性质和光的干涉现象的规律。
其中，薄膜干涉和牛顿环是光的干涉实验中的经典应用之一，本文将介绍薄膜干涉和牛顿环的应用。
一、薄膜干涉薄膜干涉是光在不同折射率介质之间反射和传播过程中产生的干涉现象。
典型的薄膜包括扩散反射膜、空气薄膜、涂层薄膜等。
薄膜的厚度决定了光在薄膜中传播的距离，而光垂直入射到薄膜上时，由于光在不同介质中折射率不同，光波会发生反射和折射。
薄膜干涉实验的一个重要应用是光的反射与透射。
例如，我们可以利用薄膜干涉实验来测量透明介质的折射率。
通过测量反射光的干涉条纹的间距和颜色，可以确定薄膜的厚度和折射率。
这对于材料科学和光学工程中的薄膜设计和表征非常重要。
另一个常见的薄膜干涉应用是光学带通滤波器。
光学带通滤波器可以选择透过特定波长的光，而将其他波长的光进行衰减。
这种滤波器通常由多个薄膜层交替堆叠而成，每个薄膜层的厚度和折射率都被精确控制，以实现对特定波长的透过和衰减。
光学带通滤波器在光通信、光谱仪器和图像传感器等领域有广泛的应用。
二、牛顿环牛顿环是由于光在透明介质和平行介质表面之间的反射和干涉产生的一种圆形干涉图案。
它是光的波动性质的一种重要证明，也是光学测量中常用的工具。
牛顿环的应用之一是测量透明介质的曲率半径。
当透明介质放置在平行介质上，并通过显微镜观察牛顿环的干涉图案时，干涉圆环的直径和干涉条纹的间距与透明介质的曲率半径和光的波长有关。
通过测量这些参数，可以计算得到透明介质的曲率半径。
这对于研究透明介质的光学性质和质量检测具有重要意义。
另一个牛顿环的应用是测量光学工件的平面度。
通过将待测物品放置在平行介质上，并观察干涉圆环的形态和变化，可以判断工件表面的平整度和平面度。
这对于光学元件和精密加工等领域的质量控制和检测非常重要。
总结：光的干涉实验是研究光的波动性质和干涉现象的重要手段之一，薄膜干涉和牛顿环是光的干涉实验中的经典应用。
薄膜干涉演示实验报告
1. 了解薄膜干涉现象的产生原理；2. 观察和分析薄膜干涉条纹的特点；3. 学习利用薄膜干涉现象进行相关物理量的测量。
二、实验原理薄膜干涉是光在薄膜两表面反射后，反射光相互干涉形成的现象。
当一束单色光垂直照射到薄膜上时，部分光在薄膜的上表面反射，部分光进入薄膜并在下表面反射，然后两束反射光在薄膜的上表面附近发生干涉。
根据光程差的不同，干涉条纹呈现出明暗相间的特征。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器：牛顿环仪、钠光灯、光学显微镜、白纸、直尺、铅笔等；2. 实验材料：平凸透镜、光学玻璃平板、肥皂膜等。
四、实验步骤1. 将牛顿环仪安装在实验台上，调整仪器使其稳定；2. 用钠光灯作为光源，调节光源与牛顿环仪的距离，使光线垂直照射到平凸透镜的凸面上；3. 观察平凸透镜与光学玻璃平板之间的肥皂膜，用显微镜观察肥皂膜的干涉条纹；4. 用直尺测量干涉条纹的间距，记录数据；5. 改变光源与牛顿环仪的距离，观察干涉条纹的变化，记录数据；6. 比较不同厚度肥皂膜的干涉条纹，分析薄膜干涉现象的特点。
五、实验结果与分析1. 观察到肥皂膜上出现明暗相间的干涉条纹，且条纹间距随着肥皂膜厚度的增加而增大；2. 当光源与牛顿环仪的距离增大时，干涉条纹的间距也随之增大；3. 通过测量干涉条纹的间距，可以计算出肥皂膜的厚度。
1. 薄膜干涉现象的产生是由于光在薄膜两表面反射后，反射光相互干涉形成的；2. 薄膜干涉条纹的特点是明暗相间，且条纹间距与肥皂膜的厚度有关；3. 通过测量干涉条纹的间距，可以计算出肥皂膜的厚度。
七、实验注意事项1. 实验过程中，注意保持牛顿环仪的稳定性，避免仪器晃动影响实验结果；2. 调整光源与牛顿环仪的距离时，要缓慢进行，以免干涉条纹发生较大变化；3. 观察肥皂膜时，要调整显微镜的焦距，使干涉条纹清晰可见；4. 记录实验数据时，要准确无误，避免因误差导致实验结果不准确。
八、实验总结本次薄膜干涉演示实验，使我们了解了薄膜干涉现象的产生原理和特点，学会了利用干涉条纹进行相关物理量的测量。
高中物理薄膜干涉原理
物理薄膜干涉原理，也叫双层薄膜干涉原理，是一种用反射和穿透两种方式，来研究光波在层层物质中传播情况，用来推断物质间隙尺寸和数量的量化方法。
它是利用双层薄膜中的反射和穿透功能，来评估薄膜材料和膜间隙的厚度等参数，以及膜的透射率和反射率的大小。
物理薄膜干涉由棱镜原理获得，即当入射光穿过一层薄膜材料时，两个平行的光线就会分别反射到两个薄膜的表面，形成双色的条纹状图案，称为棱镜效应或双调干涉效应。
薄膜间隙的厚度与入射光的波长有关，两个薄膜间隙之间会有反射、穿透、shi等情况出现，因而得出各种光指示。
物理薄膜干涉实验，主要步骤有三步：
1、将入射光透过一极性滤光片，以使光束光能均匀；
2、利用双调干涉仪实验，观察到薄膜干涉效应，可以清楚地观察到物理薄膜干涉效应；
3、获得双调效应，用来评估物质间隙的厚度等参数和膜的透射率、反射率的大小等。
物理薄膜干涉，通过反射和穿透的方式，运用棱镜原理，测量物质间隙尺寸和数量，是研究光学性质的有效方法，在物理、化学以及工程上都有重要的应用。
用肥皂膜做薄膜干涉实验报告
用肥皂膜做薄膜干涉实验报告实验名称：用肥皂膜做薄膜干涉实验实验目的：通过肥皂膜做薄膜干涉实验，探究波长与薄膜干涉条纹间的关系，了解薄膜干涉的原理以及其在现实生活中的应用。
实验器材与试剂：肥皂水、平面玻璃、直尺、激光器、三角架、白纸、荧光纸、标尺。
实验原理：薄膜干涉是光波在介质中传播时，由于介质密度的变化形成的一种干涉现象。
在薄膜表面反射和透射的光波相遇时，由于光路程的差异，会产生相位差，进而形成光强干涉条纹。
实验步骤：1. 在平面玻璃上涂上肥皂水，使之充分覆盖整个表面。
2. 待肥皂膜自然挥发并变干后，用激光器对膜表面垂直照射。
3. 将白纸放置在薄膜的反射方向，可以看到明暗的薄膜干涉条纹。
4. 如果想要更清晰的干涉条纹，可以在干涉条纹上放置一张荧光纸。
5. 改变激光器的入射角度，观察干涉条纹的变化。
实验结果：当光线以垂直膜面的方式辐射并照射在肥皂膜上时，会出现明暗条纹。
条纹的颜色随光的波长而变化，较深的颜色对应较长的波长。
当改变激光器的入射角度时，会出现不同的条纹的数量。
实验结论：本实验是通过肥皂膜做薄膜干涉实验，探究波长与薄膜干涉条纹间的关系。
实验结果表明，当光线以垂直膜面的方式辐射并照射在肥皂膜上时，会出现明暗条纹，条纹的颜色随光的波长而变化。
当改变激光器的入射角度时，会出现不同的条纹的数量。
这些条纹是光波经过反射和透射后在肥皂膜表面形成的相位差所造成的干涉现象。
此实验证明了薄膜干涉的原理，并且还可以解释有色薄膜的形成。
应用领域：薄膜干涉在现实生活中有着广泛的应用，例如：1. 医学：在显微镜检查细胞结构时所用到的薄膜干涉技术。
2. 光学：在薄膜压膜和涂膜加压装置中所使用的技术。
3. 食品和饮料：通过使用薄膜干涉技术，可以检测食品和饮料中的杂质和残留物。
4. 纳米技术：通过薄膜干涉技术可以制造出极小的光电子器件并应用于纳米技术领域。
总结：通过本次实验，我们了解了薄膜干涉的原理以及其在现实生活中的应用。
薄膜干涉
L
ii
12
n
讨论
n > n
• 条纹间隔分布: 内疏外密 n
r
d
2dn cosr k k 1,2,...
r
2
rk 越大条纹越密
2dnsin r
内疏外密
o r环 P
ii
S
L
ii
1 2
讨论
n
• 膜厚变化时，条纹的移动： n > n
2dn
2
k0
n
2 cos r
1
2
2dn 1 2d sin r n sin i
2 cos r
cos r 1
2
折射定律
S
n n
1
2L
P
●
●
sin i n 2
sin r n 1
1
2
iD
n1
i
3
n sin i n sin r
1
2
n2
Ar r
C
d
n1
B
2dn 1 2d sin r n sin i
n
n2 ( AB
n
BC )
(n1 AD
2
)
?
1
2
光线 2 是光由光疏媒质入射到光密媒质反射而成，
在反射点要发生半波损失，所以产生附加光程差。
过A点做两介质面的法线 S ●
n n
1
2L
P
●
光线入射角为i
1
2
折射角为r
iD
n1
i
3
光线 2和光线3，
光的干涉与薄膜干涉实验
光的干涉与薄膜干涉实验光的干涉和薄膜干涉是光学实验中常见的现象，它们揭示了光的波动性质和光的干涉规律。
通过这两个实验，我们可以更好地理解光的行为和性质，以及应用于实际生活中的相关技术。
一、光的干涉实验光的干涉是指两束或多束光相互叠加形成干涉条纹的现象。
这种现象可以通过杨氏双缝干涉实验来观察和解释。
在光的干涉实验中，我们需要一个光源、一块可透光的屏幕和一对缝。
首先，我们将光源放置在一定的位置上，让光通过一个狭缝，形成一个细而直的光线。
然后，我们在透光屏的一端设置两个狭缝，光线通过这两个狭缝后形成两束光，并在透光屏的另一端投射到屏幕上。
当两束光线在屏幕上相遇时，它们会相互干涉并产生交替出现的亮暗条纹，也称为干涉条纹。
这些条纹的形状和间距取决于两束光线之间的相位差。
干涉条纹的出现可以用干涉现象的两种探测方法来解释：波的干涉和波的相长相消。
波的干涉是指两束光相遇时，波峰与波峰相重叠形成增强干涉，波峰与波谷相重叠形成减弱干涉。
而波的相长相消则是指两束光相差半波长或整波长时，波峰和波峰相长形成增强干涉，波峰和波谷相消形成减弱干涉。
通过观察和测量干涉条纹的特性，我们可以计算出两束光线之间的相位差，从而推导出光的波长和实际中的应用。
光的干涉实验在光学技术和科学研究中有着广泛的应用，例如激光技术、显微镜和干涉仪器等。
二、薄膜干涉实验薄膜干涉是指光线通过薄膜表面时，由于不同介质的折射率引起的光程差而产生干涉现象。
这种现象可以通过牛顿环干涉实验来观察和解释。
在薄膜干涉实验中，我们需要一个透明的非金属薄膜，如硬币反射面上的氧化层，和一个平坦的玻璃片。
首先，我们将玻璃片放置在硬币的反射面上，形成一个薄膜。
然后，从顶部照射一束光线，光线穿过玻璃片并通过薄膜，再次射出。
当光线经过薄膜时，根据不同介质的折射率，会产生不同的光程差。
光从薄膜表面射出后，会与反射的光线相干并产生干涉条纹。
通过观察这些干涉条纹的形状和颜色，我们可以判断薄膜的厚度和折射率。
薄膜的干涉实验报告
薄膜的干涉实验报告实验目的：研究薄膜的干涉现象。
实验原理：薄膜干涉是指光在薄膜表面反射和透射过程中发生的干涉现象。
当平行光照射到一块薄膜上时，部分光会被薄膜的表面反射，部分光会进入薄膜内部，并在上下表面之间发生多次反射和折射。
由于不同波长的光在介质中传播速度不同，所以在不同波长的光经过多次反射和折射后，相位差会发生变化。
当这些光线再次出射薄膜时，它们的相位差会导致干涉现象的出现。
实验材料：1.透明薄膜：如溶液薄膜、气泡薄膜等。
2.光源：如白炽灯、激光器等。
3.收光装置：如屏幕或光电二极管等。
4.干涉仪器：如反射式和透射式干涉仪。
实验步骤：1.准备薄膜样品。
2.将薄膜样品放置在干涉仪器上。
3.调整光源和收光装置的位置，使得光线能够正确射入并经过薄膜样品。
4.观察并记录干涉图样。
5.更换薄膜样品或调整光源位置，重复步骤3和步骤4。
6.分析实验结果，总结干涉现象的特点。
实验结果与分析：实验中观察到的干涉现象基本符合理论预期。
光经过薄膜后，会出现明暗相间的干涉带。
干涉带的暗纹位置对应着相位差为奇数倍波长的光波的相遇，而亮纹位置对应着相位差为偶数倍波长的光波的相遇。
根据干涉图样的变化规律，还可以进一步得出薄膜的厚度和介质折射率的相关关系。
在实验中观察到的干涉现象可以解释为光波在薄膜内部反射和透射导致的相位差引起的干涉。
当光线从一个介质进入另一个介质时，会发生反射和折射。
反射光和入射光会发生相位差，而折射光的相位差与入射光的相位差之和等于入射光在折射界面上多经过的程度。
这些相位差会导致干涉图样的出现。
通过实验可以观察到薄膜颜色的变化，这是因为薄膜的厚度决定了不同波长的光经过多次反射和折射后的相位差。
不同波长的光波干涉后会选择性地增强或减弱，从而使得看到的颜色发生变化。
这也是在日常生活中观察到的薄膜的彩虹色现象。
结论：薄膜的干涉实验结果基本符合理论预期。
实验中观察到的干涉现象可以解释为光波在薄膜内部反射和透射导致的相位差引起的干涉。
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薄膜干涉实验-高中物理自制教具
学习笔记2008-03-20 10:31:12 阅读275 评论5 字号：大中小订阅
高中物理讲薄膜干涉实验时，按书上的装置来做，虽能勉强做出，但笔者认为，效果还不十分理想。
(1)金属丝圈在肥皂液里蘸过以后，环上形成的液膜，要等一阵，让液膜形成楔形截面才能看到干涉条纹。
在这“等”的过程中，肥皂液膜由于受风吹，操作者的喘气，酒精灯火焰的热辐射等因素的干扰，液膜蒸发快，存留时间短(几秒至十几秒钟)，往往刚出现干涉条纹，液膜随之破裂，让观察者大为扫兴，又得重新蘸皂液.这样来回多次，既浪费时间，又不能仔细观察.(2)老师们都做过肥皂泡上的光的干涉现象，有的老师还亲自配制肥皂液让学生自己吹出泡泡进行观察，如肥皂液配不好，泡泡吹不大，甚至吹不出来.吹出来的泡泡碰到物体，立刻破裂。
(3)肥皂泡在空中飞动着，不便观察.笔者利用废弃材料对此实验进行改进，不仅克服了上述弊端，还巧得“牛顿环”、“液体表面张力”等多项实验.还将这些演示实验变成学生实验，教学效果令人满意。
现介绍如下。
1 制作方法
1.1 取无色透明塑料饮料瓶(350～1250 ml，笔者选用1250 ml)1个，截去小部分锥体。
在瓶里放入4角匙洗衣粉，再加入400 ml，20oC的清水(洗衣粉溶液可静置数小时后，除去杂质，加入一些食糖水或甘油效果更好)，制成洗衣粉溶液，如图1中的A所示。
1.2 制作金属丝(直径2 mm)长方形(长约7 mm，宽约6 cm)框架，留长杆部分33 cm(接头部分最好进
行焊接)，如图1中的B所示。
1.3 另取同一规格的饮料瓶，截得大部分锥体(从圆柱体和圆锥体的结合部截下)，保留待用，如图1中
的C所示.在瓶盖上打孔，能让长方形框架的长金属丝杆穿过
1.4 将有孔瓶盖在截下待用的锥体瓶口上拧紧，让长方形框架上的长金属丝杆从瓶盖的孔里穿出，用一
鳄鱼夹(或衣夹)夹住瓶口外的金属丝。
1.5 将装有金属丝框架的圆锥体套在前述截去锥体部分的装有洗衣粉溶液的饮料瓶上，如图2所示。
2 实验方法
2.1 薄膜干涉实验.松开鳄鱼夹，让长方形金属丝框在洗衣粉溶液里蘸一下，框架上就形成一层洗衣粉液膜，将液膜在瓶里提升到圆柱体中部，用鳄鱼夹夹住瓶口外金属丝杆，使液膜在饮料瓶中定位。
稍待片刻，液膜由于重力作用，成了上薄下厚的楔形截面。
此时图3
将点燃的酒精灯(可撒些食盐使火焰发黄光)放在饮料瓶前，就可以在薄膜上看到火焰的反射像，像上出现了明暗相间的水平干涉条纹.如用烛焰照射液膜，液膜上的反射像将出现彩色水平条纹。
再如用白光照射上述液膜，薄膜上就出现各种不同颜色的水平直条纹，如图3所示。
2.2 洗衣粉液泡上光的干涉实验。
另取一个1250 ml无色透明饮料瓶，往瓶里注入30 ml左右预先配制好的洗衣粉溶液，拧紧瓶盖，摇动饮料瓶，并注意让洗衣粉溶液能达到瓶口部分，或者来回翻转饮料瓶数次，瓶内就会出现多个大大小小的，同时也会在柱体部分或锥体部分出现一至二层液膜.在室内光线(太阳光下效果更佳)下，选出观察“对象”，将饮料瓶放在水平桌面上，稍待片刻，就可看到洗衣粉液泡泡上的弯曲
彩色图4
条纹，如图4所示。
2.3 观察“牛顿环”。
在上述液膜层上，观察者处于某一角度，即可看到彩色的同心圆环，变化万千，生动有趣，如图4所示.如果觉得洗衣粉液泡或液膜层(观察对象)形状不够理想，可用自行车辐条锉尖，在打火机的小火焰上稍加烘烤，制成“热针”，将瓶内的泡泡和液膜层一一刺破后，重新摇动瓶子，可得到较为
满意的泡泡或液膜层。
2.4 表面张力实验。
自制几种不同形状的金属丝框架，在前述截下的圆锥体上，依次装入不同形状的金属丝框架。
在饮料瓶的柱体侧壁上打孔，能让锉尖的辐条针通过，可仿照人教版(必修)第一册第206页实
验.还可将饮料瓶平放在手中，左右倾斜饮料瓶，让瓶内洗衣粉溶液左右冲击液膜，而液膜不会破裂.或者出现液膜后，将瓶放正，用蘸了冷水的辐条针从瓶口向里去刺液膜，液膜不会破.若用“热针”刺膜，则膜立刻
破裂。
3 优点
3.1 由于洗衣粉溶液产生的泡泡或液膜层是在大体密封着的饮料瓶中，湿度大，不易受外界环境的干扰，不易蒸发.再加上表面张力作用，泡与泡之间互相“拉扯”，泡或液膜层与瓶壁互相“拉扯”，故泡或液膜存留时间较长(可达三至十几分钟).饮料瓶放在太阳光下，里边的泡泡或液膜也不易破裂，可充分观察。
3.2 所用材料易得，制作简单.溶质(洗衣粉)和溶剂(水)配置比例不十分严格，都能产生溶液泡泡或液膜。
操作使用方便，可见度大。
3.3 可让学生自己实验，激发兴趣，对培养学生的动手、动脑和观察能力，进行素质教育大有好外。
注：本成果获1999年度云南省教委自制教具评选一等奖；获全国第五届自制教具评选活动三等奖。