实验六 等厚干涉的应用
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。
等厚干涉原理与应用实验报告doc
等厚干涉原理与应用实验报告篇一：等厚干涉实验—牛顿环和劈尖干涉等厚干涉实验—牛顿环和劈尖干涉要观察到光的干涉图象，如何获得相干光就成了重要的问题，利用普通光源获得相干光的方法是把由光源上同一点发的光设法分成两部分，然后再使这两部分叠如起来。
由于这两部分光的相应部分实际上都来自同一发光原子的同一次发光，所以它们将满足相干条件而成为相干光。
获得相干光方法有两种。
一种叫分波阵面法，另一种叫分振幅法。
1．实验目的（1）通过对等厚干涉图象观察和测量，加深对光的波动性的认识。
（2）掌握读数显微镜的基本调节和测量操作。
（3）掌握用牛顿环法测量透镜的曲率半径和用劈尖干涉法测量玻璃丝微小直径的实验方法（4）学习用图解法和逐差法处理数据。
2．实验仪器读数显微镜，牛顿环，钠光灯3．实验原理我们所讨论的等厚干涉就属于分振幅干涉现象。
分振幅干涉就是利用透明薄膜上下表面对入射光的反射、折射，将入射能量(也可说振幅)分成若干部分，然后相遇而产生干涉。
分振幅干涉分两类称等厚干涉，一类称等倾干涉。
用一束单色平行光照射透明薄膜，薄膜上表面反射光与下表面反射光来自于同一入射Rre(a)(b)图9-1 牛顿环装置和干涉图样光，满足相干条件。
当入射光入射角不变，薄膜厚度不同发生变化，那么不同厚度处可满足不同的干涉明暗条件，出现干涉明暗条纹，相同厚度处一定满足同样的干涉条件，因此同一干涉条纹下对应同样的薄膜厚度。
这种干涉称为等厚干涉，相应干涉条纹称为等厚干涉条纹。
等厚干涉现象在光学加工中有着广泛应用，牛顿环和劈尖干涉就属于等厚干涉。
下面分别讨论其原理及应用：（1）用牛顿环法测定透镜球面的曲率半径牛顿环装置是由一块曲率半径较大的平凸玻璃透镜和一块光学平玻璃片(又称“平晶”)相接触而组成的。
相互接触的透镜凸面与平玻璃片平面之间的空气间隙，构成一个空气薄膜间隙，空气膜的厚度从中心接触点到边缘逐渐增加。
如图9-1（a）所示。
当单色光垂直地照射于牛顿环装置时(如图9-1)，如果从反射光的方向观察，就可以看到透镜与平板玻璃接触处有一个暗点，周围环绕着一簇同心的明暗相间的内疏外密圆环，这些圆环就叫做牛顿环，如图9-1（b）所示．在平凸透镜和平板玻璃之间有一层很薄的空气层，通过透镜的单色光一部分在透镜和空气层的交界面上反射，一部分通过空气层在平板玻璃上表面上反射，这两部分反射光符合相干条件，它们在平面透镜的凸面上相遇时就会产生干涉现象。
等厚干涉原理与应用实验报告
等厚干涉原理与应用实验报告一、引言。
朋友们！今天我要和你们分享一个超有趣的实验——等厚干涉！这玩意儿可神奇啦，让我们一起走进这个奇妙的光学世界吧！二、实验目的。
咱做这个实验呢，主要就是想搞清楚等厚干涉是咋回事，还有就是学会用它来测量一些东西。
比如说，测量薄片的厚度或者表面的平整度啥的。
通过这个实验，也能让咱的动手能力和观察能力更上一层楼哟！三、实验原理。
等厚干涉这东西，说起来其实也不难理解。
想象一下，有一束光打在一个有厚度变化的透明薄片上，比如一个楔形的玻璃片。
由于光在不同厚度的地方走的路程不一样，就会产生干涉现象。
就好像两拨小朋友走路，有的走得快，有的走得慢，最后就会出现有的地方人多，有的地方人少的情况。
牛顿环就是等厚干涉的一个典型例子。
当一个平凸透镜放在一个平面玻璃上时，它们之间形成的空气薄膜的厚度就会从中心向外逐渐变化。
这时候用单色光照射，就能看到一圈一圈明暗相间的圆环，那可漂亮啦！四、实验仪器。
这次实验用到的家伙什儿有：读数显微镜、钠光灯、牛顿环装置、劈尖装置。
先说这个读数显微镜，它就像是我们的超级眼睛，能让我们看清那些微小的细节。
钠光灯呢，给我们提供了稳定的单色光，让干涉现象更明显。
牛顿环装置和劈尖装置就是产生等厚干涉的“魔法盒子”啦。
五、实验步骤。
1. 调整仪器。
首先得把钠光灯、牛顿环装置和读数显微镜摆好位置，让光能够顺利照到牛顿环上，然后通过调节显微镜的目镜和物镜，让我们能清楚地看到图像。
这一步可需要点耐心，就像给眼睛戴眼镜，得调到最合适的度数才能看得清楚。
2. 测量牛顿环的直径。
找到牛顿环的中心，然后从中心向外数，分别测量第 10、15、20 圈的直径。
测量的时候要小心，眼睛盯着显微镜，手慢慢地转动鼓轮，可别一下子转太多，不然就错过了。
3. 测量劈尖的厚度。
把劈尖装置放到显微镜下，同样要调整好焦距。
然后测量劈尖上几个条纹之间的距离，再根据公式算出劈尖的厚度。
六、数据处理与分析。
测量完数据可不算完，还得好好处理和分析一下。
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：光的干涉现象是光学中的重要现象之一。
光的等厚干涉实验是一种可以直观观察光的干涉现象的实验方法。
本文将介绍光的等厚干涉实验的原理、实验装置和实验结果，并进行一定的分析和讨论。
一、实验原理光的等厚干涉是指光线在等厚物体上发生干涉现象。
当光线垂直射入等厚物体表面时，经过反射和折射后，光线在物体内部形成一系列等厚线。
当两束光线相遇时，由于光的波动性质，会发生干涉现象。
光的等厚干涉实验利用这一现象，通过观察干涉条纹的变化来研究光的干涉特性。
二、实验装置本次实验所使用的实验装置如下：1. 光源：使用一束单色光源，如红光或绿光。
2. 平行平板：选择一块平行平板作为等厚物体，保证其两个表面平行。
3. 凸透镜：将凸透镜放置在平行平板的一侧，使光线通过凸透镜后再射入平行平板。
4. 探测器：使用光电探测器或人眼观察干涉现象。
三、实验步骤1. 将光源放置在适当位置，使光线垂直射入平行平板的一侧。
2. 调整平行平板的位置，使光线通过平行平板后射入凸透镜。
3. 观察凸透镜的另一侧，通过光电探测器或人眼观察干涉现象。
4. 改变平行平板的厚度或光源的位置，观察干涉条纹的变化。
四、实验结果在实验中，我们观察到了一系列干涉条纹。
当平行平板的厚度相等时，干涉条纹呈现出明暗相间的条纹，这是由于光的干涉所导致的。
当平行平板的厚度不等时，干涉条纹的间距和亮暗程度会发生变化。
通过改变光源的位置或平行平板的厚度，我们可以观察到不同的干涉现象。
五、实验分析通过对实验结果的观察和分析，我们可以得出以下结论：1. 光的等厚干涉是一种光的干涉现象，它是由光线在等厚物体上的反射和折射所导致的。
2. 干涉条纹的间距和亮暗程度与平行平板的厚度有关，厚度越大，干涉条纹间距越大。
3. 改变光源的位置或平行平板的厚度可以改变干涉条纹的形态，这可以用来研究光的干涉特性。
六、实验应用光的等厚干涉实验在科学研究和工程应用中具有重要的意义。
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。
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。
等厚干涉原理及应用实验
等厚干涉原理及应用实验干涉是光学中的重要现象，根据等厚干涉原理，当平行光束通过一个明线与暗线交替的干涉条纹板时，由于光线在两个不同介质中传播时产生相位差，会形成干涉条纹。
等厚干涉原理也可以应用于其他介质的干涉实验。
在等厚干涉实验中，我们可以使用一块透明的平板作为干涉条纹板，如玻璃、水、油等。
当平行入射光线照射到物体上时，一部分光线会直接透过物体，另一部分光线会发生反射。
当透射光线再次到达观察屏幕时，会与原始光线发生干涉，形成干涉条纹。
等厚干涉实验可以通过调整光源、调整入射角度等方法来观察和调控干涉条纹的变化。
我们可以用干涉条纹的形状、间距等参数来分析介质的性质和光的不同特性。
在实际应用中，等厚干涉原理可以用于测量物体的厚度、密度和表面形貌。
比如，在透明平板的干涉实验中，当我们观察到干涉条纹的变化时，可以通过测量干涉条纹的间距来计算出介质的厚度。
这种方法在材料科学、地质勘探等领域有重要的应用。
另外，等厚干涉原理也可以用于制作干涉滤波器。
通过控制干涉光的相位差，我们可以选择性地通过或反射特定波长的光线，从而制作出具有特定波长的干涉滤波器。
这种滤波器在光学仪器中广泛应用，例如光谱仪、激光器等。
此外，等厚干涉原理还可以用于制作光学元件，如透镜、光栅等。
通过在光学元件的表面上制造出特定的等厚条纹，可以改变入射光线的相位和干涉条件，从而实现光的调制和控制。
这种方法在光学器件制造和应用中具有重要意义。
总结起来，等厚干涉原理与应用实验在光学领域具有广泛的应用价值。
通过观察和分析干涉条纹的变化，我们可以获得有关介质性质、光线特性等方面的重要信息。
这些信息对于材料科学、仪器制造和光学应用等领域都具有重要意义。
因此，等厚干涉原理及应用实验是光学研究和实践中的重要内容之一。
等厚干涉的原理与应用
等厚干涉的原理与应用1. 原理介绍等厚干涉是一种通过光的干涉现象来分析和测量透明薄片等厚度的技术方法。
它基于光的干涉现象，利用光波传播过程中的干涉效应，通过观察干涉图样来研究物体的光学性质。
2. 实现方法等厚干涉的实现方法通常包括以下几个步骤：步骤一：光源准备选择一种适合的光源，常用的有白光、钠光等。
光源的选择应根据具体实验需求确定。
步骤二：准直光线使用准直器对光线进行准直，确保光线平行且无散射。
这是保证干涉实验的一个重要步骤。
步骤三：获取等厚干涉图样将待观察的透明薄片（如玻璃片、水晶片等）放置在光路中，使光线通过薄片并发生干涉。
通过相干光的叠加形成的干涉图样，可以观察到明暗条纹。
步骤四：分析干涉图样观察干涉图样的亮度和条纹分布情况，并进行分析和测量。
根据条纹的形态和数量可以推断出薄片的厚度等光学参数。
3. 等厚干涉的应用等厚干涉技术在许多领域都有广泛的应用，在以下几个方面具有重要作用：3.1 材料研究等厚干涉可以用于测量透明薄片的厚度和折射率等光学参数，为材料研究提供了重要的手段。
例如，在材料加工过程中可以通过等厚干涉技术来检测薄膜的厚度和均匀性，提高产品的质量。
3.2 光学元件检测等厚干涉可以用于光学元件的检测和评价。
通过观察干涉图样，可以判断光学元件的表面平整度、波前畸变等质量参数，从而保证光学元件的性能。
3.3 纳米技术在纳米技术研究中，等厚干涉也发挥着重要的作用。
通过等厚干涉技术可以测量纳米尺度结构的厚度和形态，从而提供了纳米级精确度的实验手段。
3.4 生物医学领域在生物医学领域，等厚干涉可以应用于细胞生长、组织工程、药物传递等方面的研究。
通过观察干涉图样可以得到有关细胞和组织的信息，进一步深入研究其特性和功能。
4. 结论等厚干涉作为一种基于光的干涉现象的分析和测量方法，具有重要的理论和应用价值。
它在材料研究、光学元件检测、纳米技术和生物医学等领域都有广泛的应用。
随着科技的发展和创新，等厚干涉技术也将进一步完善和发展，为相关领域的研究和应用提供更多可能性。
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由图中的几何关系知
由于
，略去二级小量 ，则有
将上式代入光程差公式得
根据光的干涉明暗条纹的条件，两束光的光程差 纹。联立以上公式有
时，干涉相
整理后得
由于牛顿环的级数 和环的中心都很难准确确定，故在实际的测量中，常
将上式变形 对 级暗环
；对 级暗环
，两式相减得
= Dn | X left − X right |
环的级数 n
20
9.157 19
8.994 18
8.828 17
8.628 16
环的位置读
数（ mm ）
X left X right
20.561 20.481 20.355 20.251 20.112 13.018 13.109 13.219 13.321 13.432
五、数据表格与数据处理
钠光波长：=λ 5893×10−10 m
牛顿环暗环直径
环的级数 m
30
29
28
27
26
环的位置读
数（ mm ）
X left X right
21.445 21.365 21.285 21.206 21.118 12.128 12.208 12.291 12.378 12.490
环 的 直 径 9.317
故
将上式中的半径换成直径得
上式为用牛顿环测凸透镜曲率半径的实验公式。 三、实验仪器
J-50 型测量显微镜，牛顿环仪，钠光灯（附电源） 四、实验内容与步骤 1、调试牛顿环仪，使其位于透镜正中，环无畸变且最小。
2、将牛顿环放到测量显微镜的载物台上，调节光源前的半反射镜，使钠 黄光充满整
个望远镜的视场。 3、调显微镜目镜对十字叉丝聚焦，看到清晰的分划板上的十字叉丝。移 动牛顿环 找到牛顿环。 4、旋转调焦受轮对牛顿环聚焦，使环的成像最清晰，且像与分划板上的 叉丝无视差 5、移动牛顿环使十字叉丝与牛顿环中心大致相合，测量牛顿环直径。
大学物理实验（郑州大学）
实验六
等厚干涉的应用
教 学 目 的 1、了解牛顿环等厚干涉的原理及观察方法。
2、学会使用测量显微镜。
3、学会用干涉法测牛顿环的曲率半径。
重
难 点 1、了解牛顿环等厚干涉的原理
2、学会用干涉法测牛顿环的曲率半径
教 学 方 法 讲授、讨论、实验演示相结合
学
时 3 个学时
一、前言 光的干涉现象表明光具有波动性。利用透明薄膜上下面对入射光的
依的次振反幅射将分光解为有一定光程差的几部分，它们在相遇时便产生干涉。上 下反表射面光的在两相束遇处的光程差取决于反射处薄膜的厚度，且同一级干涉条纹 所对应的薄膜 厚度相同，这种干涉称为等厚干涉。
利用等厚干涉，可以测量微小角度，测量长度的微小改变及检查加 工元器件表面 的质量等。 二、实验原理 如右图所示，一块曲率半径较大的凸透镜
1.265(m)
2、计算不确定度
UA =
5
∑[(Dm2 − Dn2 )i − (Dm2 − Dn2 )]2
i =1
5× (5 −1)
为了简化起见，不考虑 B 类不确定度分量，有
U= Dm2 − Dn2
U=A
0.003(m2 )
由于对准也会引起误差，取其误差限为 0.2，若它服从正态分布，则
合成的不确定度
Um−n = 0.2 3
U U = R ⋅ ( Dm2 −Dn2
)2 + ( Um−n )2 = 0.008(m)
Dm2 − Dn2
m−nபைடு நூலகம்
实验结果
R = R ±U =1.265 ± 0.008(m)
六、注意事项
1、调试牛顿环时，切勿将螺丝拧得过紧，否则会导致玻璃变形甚至破裂。 2、在旋转调焦手轮对牛顿环聚焦时，镜筒只能由下往上调节三，反之有 碰坏物镜和 牛顿环的危险。 3、测量中测微鼓轮只能沿一个方向转动，这样才能消除螺距空回量带来 的误差
环 的 直 径 7.543
= Dn | X left − X right |
7.372
7.136
6.930
6.680
(Dm2 − Dn2 )i (mm2 )
29.9096 29.5043 29.9795 29.9087 29.8200
1、计算曲率半径
=R
D= m2 − Dn2 4(m − n)λ
4 ×2190.6×25484= 9×31×01−06−10
的凸面置于一光学平面玻璃上时，二者之间 形成空气间隙。间隙厚度从中心向四周逐步 增加。当单色平行光垂直照射时，入射光在 空气间隙的上下表面反射。由于空气间隙的 厚度不同，便有不同的光程差。厚度相同的 地方，干涉效果相同。用测量显微镜进行观
察，可以看到明暗相间、环间距向外逐渐减 小的同心环。
垂直射在牛顿环上的单色平行光线，入射到 、 两点后分别反射回来，两反射光产生了 的光程 差，加上光从光疏媒质射向光密媒质的分界面反射