实验十一等厚干涉现象的研究
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。
等厚干涉现象的研究
读数标尺最小分格(mm)，测微鼓轮最小分格1%(mm); 测量读数时，目镜中的十字叉丝的横丝应与读数标尺相平行，纵丝 应与各暗环相切; 测量读数时，为避免转动部件的螺纹间隙产生的空程误差，测微鼓 轮只能向一个方向旋转。
2)测量状态的调整
a.将牛顿环调至透镜中心 借助日光灯灯光，用眼睛直
五. 实验思考题
1.实验中采取了那些措施，来避免或减少误差？ 2.实验中，如果用弦长取代牛顿环直径是否可以？ 3.从牛顿环装置投射上来的光形成的干涉圆环与反
射光形成的干涉圆环有何不同？ 4.如果被测透镜是平凹透镜，能否应用本实验方法
测定其凹面曲率半径？请推导曲率半径的计算公 式。
5.当平凸透镜与平板玻璃之间有一小间隙时（间隙 很小且与入射光波长具有相同数量级），试讨 论
其对测量结果有无影响。 6.如何利用本实验确定光学表面是凹面还是凸面？ 7. 牛顿环中央图样是怎样的？若在透镜四周均匀轻 微加压，将看到什么现象？
六. 实验中的注意事项
（1 ）应等待入射光电源工作几分钟后，处稳定状 态，再进行实验。 （2）测量中测微鼓轮只能向一个方向缓慢旋转。 （3）注意测量精度的确定。
接观察，均匀调节仪器的三个螺 丝直至干涉条纹为圆环形且位于 透镜的中心。然后将干涉条纹放 在显微镜筒的正下方。
注意：为保护仪器，不要将 调节螺丝旋得过紧。
b.光源位置的调整
调节光源位置，使目镜视场光照均匀
c.牛顿环图样在显微镜目镜视场中的位置
在读数显微镜中观测到清晰的牛顿环图样。 目镜中的十字叉丝的横丝应与读数标尺相平行，纵丝应与各 暗环相切。
光的等厚干涉现象研究
一.实验目的 二.实验仪器 三.牛顿环测量透镜曲率半径
1、实验原理 2、实验中要考虑的问题 四.用劈尖干涉测量微小长度 五.实验思考题 六.实验中的注意事项
实验11 光的等厚干涉现象与应用
由此式可以看出，半径Ｒ与附加厚度无关，且有以下特点：
（1）Ｒ与环数差ｍ－ｎ有关。
（2）对于（）由几何关系可以证明，两同心圆直径平方差等于对应弦的平方差。因此，测量时无须确定环心位置，只要测出同心暗环对应的弦长即可。
本实验中，入射光波长已知（λ＝589.3 nm），只要测出（），就可求的透镜的曲率半径。
（明纹）
式中m为干涉条纹的级数，rm为第m级暗纹的半径，rm′为第m级亮纹的半径。
以上两式表明，当已知时，只要测出第m级亮环（或暗环）的半径，就可计算出透镜的曲率半径R；相反，当R已知时，即可算出。
观察牛顿环时将会发现，牛顿环中心不是一点，而是一个不甚清晰的暗或亮的圆斑。其原因是透镜和平玻璃板接触时，由于接触压力引起形变，使接触处为一圆面；又镜面上可能有微小灰尘等存在，从而引起附加的程差。这都会给测量带来较大的系统误差。
（２）测量牛顿环的直径
转动测微鼓轮使载物台移动，使主尺读数准线居主尺中央。旋转读数显微镜控制丝杆的螺旋，使叉丝的交点由暗斑中心向右移动，同时数出移过去的暗环环数（中心圆斑环序为0），当数到21环时，再反方向转动鼓轮（注意：使用读数显微镜时，为了避免引起螺距差，移测时必须向同一方向旋转，中途不可倒退，至于自右向左，还是自左向右测量都可以）。使竖直叉丝依次对准牛顿环右半部各条暗环，分别记下相应要测暗环的位置：X20、X19、X18、直到X10（下标为暗环环序）。当竖直叉丝移到环心另一侧后，继续测出左半部相应暗环的位置读数：由、直到。
四、实验内容
１．用牛顿环测量透镜的曲率半径 图11-4为牛顿环实验装置来自 （１）调节读数显微镜
先调节目镜到清楚地看到叉丝且分别与X、Y轴大致平行，然后将目镜固定紧。调节显微镜的镜筒使其下降（注意，应该从显微镜外面看，而不是从目镜中看）靠近牛顿环时，再自下而上缓慢地再上升，直到看清楚干涉条纹，且与叉丝无视差。
物理实验报告 - 等厚干涉
1）
300 250 200 150 100 50 0 0 5 10 15 20 25 30 35 y = 7.157x R² = 0.867
r 4 = Rλk； Rλ = 7.1574; R = 1214559.647mm； 2）
左/mm 右/mm di/mm Δ R/mm 10 15 20 25 30.910 31.550 32.035 32.440 32.810 27.332 26.710 26.230 25.825 25.430 3.578 4.840 5.805 6.615 7.380 30.956 31.039 30.783 平均 87465.18 87550.6 87784.38 87060.57 标准差 301.6043 5 30 33.140 25.110 8.030
1
王皓平 6100411063 电 III112 班 S077 16 00 十一一 25T012 ������ 2 = { 采用第 n 级和第 m 级计算 R： R= 劈尖干涉： d= l ������ ∙ Δl 2 ������������ 2 −������������ 2 4������(������ − ������) 2������ − 1 ������������/2明环 ������ 2 = ������������������暗环
R
reΒιβλιοθήκη ������ 2������ + = ������������ 明环 2 { ������ 2������ + 1 ������ 2������ + = 暗环 2 2 r 2 = ������ 2 − (������ − ������)2 = 2������������ − ������ 2 ; 又 R>>e,e2<<2Re,e2 可以忽略不计。 e = r 2 /2������
等厚干涉物理实验报告
等厚干涉物理实验报告等厚干涉物理实验报告引言：等厚干涉是一种基于光的干涉现象的实验方法，它通过观察干涉条纹的变化来研究光的性质和光学器件的特性。
本实验旨在通过等厚干涉实验，深入探究光的干涉现象，并通过实验结果分析其物理原理。
一、实验原理1.1 干涉现象干涉是光波的一种特性，当两束波长相同、频率相同、相位差固定的光波相遇时，它们会发生干涉现象。
干涉现象可以分为两种类型：构成干涉的光波可以是来自同一光源的不同光线（自然光干涉），也可以是来自不同光源的光线（人工光源干涉）。
1.2 等厚干涉等厚干涉是一种常见的干涉现象，它是由于光的传播速度在不同介质中不同而引起的。
当光线从一种介质射入另一种介质时，由于两种介质的折射率不同，光的传播速度也不同，从而导致光线的相位发生变化。
当光线经过介质后再次出射时，不同波前上的光线相遇，形成干涉现象。
二、实验步骤2.1 实验器材准备准备一台光源、一块玻璃板、一块透明薄膜、一块白色纸板、一块平面镜、一块半透明薄膜。
2.2 实验操作1）将光源置于实验台上，并调整光源位置，使其能够照射到实验所需的玻璃板和透明薄膜上。
2）将玻璃板放置在实验台上，并将透明薄膜放在玻璃板上。
3）将白色纸板放置在透明薄膜上方，作为观察干涉条纹的背景。
4）在实验台上放置平面镜，并将半透明薄膜放置在平面镜上。
5）调整实验装置，使光线从光源经过玻璃板和透明薄膜后，再经过半透明薄膜和平面镜反射，最后照射到白色纸板上。
2.3 实验观察与记录观察白色纸板上的干涉条纹，并记录下观察到的现象。
三、实验结果与分析通过实验观察，我们可以看到在白色纸板上形成了一系列明暗相间的干涉条纹。
这些干涉条纹是由于光线经过玻璃板和透明薄膜后，发生了等厚干涉而形成的。
根据实验结果，我们可以得出以下结论：3.1 干涉条纹的间距与波长有关根据等厚干涉的原理，干涉条纹的间距与光的波长有关。
当光的波长增大时，干涉条纹的间距也会增大；反之，当光的波长减小时，干涉条纹的间距也会减小。
等厚干涉现象实验报告
等厚干涉现象实验报告
《等厚干涉现象实验报告》
等厚干涉现象是光学实验中常见的一种现象，通过该实验可以观察到光的干涉
现象，从而进一步了解光的波动特性。
本文将介绍一次等厚干涉实验的过程和
结果。
实验过程：
1. 实验器材准备：准备一台光源、一块平行玻璃板、一块白纸和一块黑纸。
2. 实验设置：将光源放置在适当的位置，使其照射到平行玻璃板上，然后在平
行玻璃板的一侧放置白纸，在另一侧放置黑纸。
3. 观察现象：当光线穿过平行玻璃板时，会发生干涉现象，形成一系列明暗条纹。
观察这些条纹的分布和形状。
实验结果：
通过观察实验现象，我们可以得出以下结论：
1. 等厚干涉现象是由于光线穿过平行玻璃板时，不同光线的光程差导致的。
光
程差相等的地方会形成明纹，而光程差相差半个波长的地方会形成暗纹。
2. 干涉条纹的间距与光源的波长、平行玻璃板的厚度以及入射角度等因素有关。
通过调整这些因素，可以观察到不同的干涉条纹。
3. 等厚干涉现象是光的波动特性的重要表现，它揭示了光的波动性和干涉现象
的规律。
结论：
通过这次等厚干涉实验，我们深入了解了光的波动特性和干涉现象的规律。
这
些知识对于我们理解光学原理和应用光学技术具有重要意义。
希望通过不断地
实验和学习，我们能够更深入地理解光学现象，为光学领域的发展做出贡献。
等厚干涉_实验报告
一、实验目的1. 观察和分析等厚干涉现象；2. 学习利用干涉现象测量平凸透镜的曲率半径；3. 掌握读数显微镜的使用方法。
二、实验原理等厚干涉是薄膜干涉的一种，当薄膜层的上下表面有一很小的倾角时，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。
牛顿环是等厚干涉的一个最典型的例子，其原理如下：牛顿环装置由一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块光学玻璃平板上构成。
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。
当平行单色光垂直照射到牛顿环上时，经空气层上、下表面反射的两光束存在光程差，它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。
根据干涉原理，当空气层厚度为d时，两束相干光的光程差为ΔL = 2nd +(λ/2)，其中n为空气折射率，λ为入射光的波长。
当ΔL为整数倍的波长时，产生明环；当ΔL为奇数倍的半波长时，产生暗环。
根据牛顿环的干涉条件，可以推导出牛顿环的半径与平凸透镜的曲率半径R之间的关系。
三、实验仪器与器材1. 牛顿环仪2. 读数显微镜3. 钠光灯4. 秒表5. 记录本四、实验步骤1. 将牛顿环仪放置在平稳的工作台上，调整读数显微镜使其对准牛顿环仪的中心。
2. 打开钠光灯，调整其亮度，使光线垂直照射到牛顿环仪上。
3. 观察牛顿环现象，记录明暗环的位置和数量。
4. 使用读数显微镜测量明暗环的半径，记录数据。
5. 重复实验步骤，取平均值。
五、数据处理1. 根据实验数据，计算明环和暗环的半径。
2. 根据牛顿环的干涉条件，推导出平凸透镜的曲率半径R的表达式。
3. 代入实验数据，计算平凸透镜的曲率半径R。
六、实验结果与分析1. 实验过程中观察到牛顿环现象，明暗环以接触点为中心，内疏外密。
2. 通过测量明暗环的半径，计算出平凸透镜的曲率半径R。
3. 实验结果与理论计算值基本一致，说明实验方法可靠。
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研究光的干涉现象的重要实验。
在该实验中，利用光的波动性，在装置中形成干涉条纹，并通过这些条纹的分布特征，来了解光的性质。
本文将介绍等厚干涉实验的原理和实验过程，以及理论分析与结果解释。
一、等厚干涉的原理等厚干涉是通过在太阳光或白炽灯光线路上安装两个折射率超高的玻璃片，其厚度不等，在入射光线的方向上，两面玻璃片被粘着在一起，同时呈现单膜的半球形曲面。
当光线从这样的结构中穿过时，它必定会被分成两束，然后再次汇合在内部，形成有效的干涉。
这个过程的基本原理是：在同一单色光下，由于介质折射率不同时，在玻璃片上所形成的行程差，可以改变入射光线穿过薄膜的角度、透射光线的相位以及转折方向，因此在干涉范围内，就会形成一系列的干涉条纹。
在等厚干涉实验中，可以利用这些干涉条纹的形态、密度以及位置等特征，来测量介质的折射率、厚度等参数。
同时，它还被广泛应用于光学薄片的质量检测、透镜性能评估等领域。
二、实验过程1、实验材料和装置用于等厚干涉实验的基本材料是折射率超高的玻璃片，在制作等厚干涉膜的时候，需要选用厚度相差甚远的两片玻璃。
此外，在实验中还需要一台透射式显微镜、一条干净的光路、一台白炽灯或钠灯等光源以及其它附件。
2、实验操作步骤（1）用丙酮或煤油清洗玻璃片表面。
（2）利用胶水或其它粘合剂将两片玻璃按要求粘合在一起，形成等厚干涉膜。
（3）将光源放置在一个透明材料的隔离室中，并控制光源的亮度。
（4）通过准确的对齐，将实验中需要检测的光线，传达到等厚干涉膜上。
（5）使用显微镜观察干涉条纹的产生情况，并进行记录和计算。
三、理论分析和结果解释在等厚干涉实验中，干涉条纹的形成是受到光波的干涉效应的影响。
你应该了解一些基本的干涉条纹及其产生的原理和特征，才能够对实验中的结果进行合理的解释。
干涉条纹的密度和位置都受到光源的频率和干涉膜的折射率的影响。
如果光源的频率很高，导致入射光线的相位会发生变化，这将导致干涉条纹的位置发生变化。
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实验十一 等厚干涉现象的研究
一、实验目的
1．观察牛顿环产生的等厚干涉条纹，加深对等厚干涉现象的认识。
2．掌握测量平凸透镜曲率半径的方法。
二、实验仪器
读数显微镜，牛顿环仪，钠光灯。
三、仪器构造说明
牛顿环仪是由曲率半径约为200~900厘米的待测平凸透镜L 和磨光的平玻璃板
P 叠和装在金属框架F 中构成，如图5—6－1所示。
框
架边上有三个螺旋H ，用来
调节L 和P 之间的接触，以
改变干涉条纹的形状和位置。
调节H 时，螺旋不可旋
得过紧，以免接触压力过大引起透镜弹性形变，甚至损坏透镜。
四、实验原理
如图5—6－2所示，在平面玻璃板BB ＇上放置一曲率半径为R 的平凸透镜AOA ＇，两者之间便形成一层空气薄层。
当用单色光垂直照射下来时，从空气上下两个表面反射的光束1和光束
2 在空气表面层附近相遇产生干涉，空气层厚度相等处形成相同的干涉条纹，这种干涉现象称为等厚干涉。
此等厚干涉条纹最早由牛顿发现，故称为牛顿环。
在干涉条纹上，光程差相等处，是以接触点O 为中心，半径为r 的明暗相间的同心圆，r 、h 、R 三者关系为
h
R r h -=22
（5－6－1）
因 R »h （R 为几米，h 为几分之一厘米）。
所以 ： R
r h 22≈
光程差为： 2
2λ
δ-
=h （5－6－2）
即： 2
2λ
δ-=
R r （5—6—3）
1
65——
图
2
65——图
入射光'
（5—6—3）式是进入透镜的光束，光束１先由透镜凸面反射回去，光束2穿过透镜进入空气膜后，由平面玻璃板反射形成的光程差，式中λ/2为额外光程差。
在反射光中见到的亮环
2
222λ
λ⋅=-k R r k （5－6－4）
在反射光中见到的暗环
2
)12(22λ
λ⋅-=-k R r k （5－6－4） 式中k =0，1，2，…,
从上观察，以中心暗环为准，则有
⇒⋅⋅=R k r k λ2
λ
⋅=k r R k 2
（5—6—5）
可见，测出条纹的半径r ，依（5—6—5）式便可计算出平凸透镜的半径R 。
五、实验内容
１．观察牛顿环
（１）接通钠光灯电源使灯管预热。
（２）将牛顿环装置放置在读数显微镜镜筒下，镜筒置于读数标尺中央约25厘米处。
（３）待钠光灯正常发光后，调节读数显微镜下底座平台高度（底座可升降），使45度玻璃片正对钠灯窗口，并且同高。
（４）在目镜中观察从空气层反射回来的光，整个视场应较亮，颜色呈钠光的黄色，如果看不到光斑，可适当调节45度玻璃片的倾斜度（一般实验室事先已调节好，不可随意调节）及平台高度，直至看到反射光斑，并均匀照亮视场。
（５）调节目镜，在目镜中看到清晰的十字准线的像。
（６）转动物镜调节手轮，调节显微镜镜筒与牛顿环装置之间的距离。
先将镜筒下降，使45度玻璃片接近牛顿环装置但不能碰上，然后缓慢上升，直至在目镜中看到清晰的十字准线和牛顿环像。
２．测量21环到30环的直径
（１）粗调仪器，移动牛顿环装置，使十字准线的交点与牛顿环中心重合。
（２）放松目镜紧固螺丝（该螺丝应始终对准槽口），转动目镜使十字准线中的一条线与标尺平行，即与镜筒移动方向平行。
（３）转动读数显微镜读数鼓轮，镜筒将沿着标尺平行移动，检查十字准线中竖线与干涉环的切点是否与十字准线交点重合，若不重合，按步骤（１）、（２）再仔细调节（检查左右两侧测量区域）。
（４）把十字准线移到测量区域中央（25环左右），仔细调节目镜及镜筒的
焦距，使十字准线像与牛顿环像无视差。
（５）转动读数鼓轮，观察十字准线从中央缓慢向左（或向右）移至37环，然后反方向自37环向右移动，当十字准线竖线与30环外侧相切时，记录读数显微镜上的位置读数30x 然后继续转动鼓轮，使竖线依次与29、28、27、26、25、24、23、22、21环外侧相切，并记录读数。
过了21环后继续转动鼓轮，并注意读出环的顺序，直到十字准线回到牛顿环中心，核对该中心是否是 k = 0。
（６）继续按原方向转动读数鼓轮，越过干涉圆环中心，记录十字准线与右边第21、22、23、24、25、26、27、28、29、30环内外切时的读数，注意从37环移到另一侧30环的过程中鼓轮不能倒转。
然后再反向转动鼓轮，并读出反向移动时各暗环次序，并核对十字准线回到牛顿环中心时k 是否是0。
（７）按上述步骤重复测量3次，将牛顿暗环位置的读数填入自拟表中。
六、数据处理
１．方法
如图5—6—3所示，因
圆心处O 的位置无法确
定，故先测出OL n …，OL 3，OL 2，OL 1之间的距离，再读出OL 1＇，OL 2＇… OL n ＇，其中OL 1- OL 1＇为 k 1 级的圆环直径D 1。
同理可得k 2, k 3, … k n 的圆环直径。
采用多项逐差法处理：
首先把实验所测得D k
的数据分为 A 、B 两组
A 组:D 1 ,D 2 ,D 3 …
D a … D m
B 组: D m+1 ,D m+2 ,D m+3 …D b … D 2m
于是可将（5—6—5）式改为：R =λ
k D k 42
得： D 2a =R a λ4 （5—6—6） D 2
b =R b λ4 （5—6—7）
将（5—6—6）和（5—6—7）两式相减得
()λ
a b D D R a
b --=42
2 （5—6—8）
（5—6—8）式中，b a D D ,为B A ,两组中的对应项，且a b -m =（恒值） ２．步骤
（１）列出原始测量数据。
（２）求2
2a
b D D - 365——图
''''
（３）用（5—6—8）式求出R的值。