等厚干涉 物理实验报告
等厚干涉实验报告范文
课程名称：大学物理实验（一）实验名称：等厚干涉二、实验原理两列或几列光波在空间相遇时相互叠加，在某些区域始终加强，在另一些区域则始终削弱，形成稳定的强弱分布的现象就是光的干涉现象。
形成稳定干涉的条件是:光波的频率相同，相位差恒定，振动方向一致的相干光源。
光的干涉现象是光的波动性的最直接。
最有力的实验证据。
在各种干涉条纹中，等倾干涉条纹和等厚干涉条纹是比较典型的两种。
1.等厚干涉原理当一束平行光a、b人射到厚度不均匀的透明介质薄膜上时，在薄膜的表面会产生干涉现象。
从上表面反射的光线b1和从下表面反射出上表面的光线a1在B点相遇(如图1所示)，由于a1、b1有恒定的光程差，因而将在 B点产生干涉。
图1 薄膜等厚干涉光路图若平行光束a、b垂直入射到薄膜面，即i=r=0，薄膜厚度为d，则a b的光程差为λ=2nd+λ2 (1)式中，λ/2是由于光线从光疏介质照射到光密介质，在界面发射时有一位相突变，即所谓的“半波损失”而附加的光程差，因此明暗条纹出现的条件是暗纹:2nd+λ2=(2m+1)λ2，m=0，1，2，3... (2)明纹:2nd+λ2=2mλ2，m=1，2，3... (3)很容易理解，同一种条纹所对应的空气厚度是一样的，所以称之为等厚干涉条纹(如图2、3所示)。
图2牛顿环等厚干涉图样图3牛顿环等厚干涉光路图要想在实验中观察到并测量这些条纹，还必须满足以下条件:1.薄膜上下两平面的夹角足够小，否则将由于条纹太密而无法分辨;2.显微镜必须聚焦在B点附近(如图1所示)，方能看到干涉条纹，也就是说，这样的条纹是有定域问题的。
2. 牛顿环干涉原理:牛顿环装置: 右图,牛顿环装置是由一块曲率半径很大的平凸透镜和一块光学平面玻璃用金属框架固定而成的。
当入射光(钠黄光)垂直入射时,经平凸透镜与平面玻璃之间的空气层上. 两个表面反射的两束产生干涉。
由于是等厚干涉，因而生成一系列明暗相间的同心圆环。
3.利用牛顿环测一个球面镜的曲率半径设单色平行光的波长为λ，第k级暗纹对应的薄膜厚度为d k，考虑到下界面反射时有半波损失x/2，当光线垂直人射时总光程差由薄膜干涉公式可求，即∆=2nd k+λ2=2d k+λ2 (4)式中，n为空气的折射率，n=1，根据干涉条件，有明纹：kλ，k=1,2,3 (5)暗纹:(2k+1)λ2,k=0,1,2,3 (6)由图4的几何关系可得r k2=R-(R-d k)²=2R d k-d k2 (7)因为R>>d，式(7)中的d可略去，有 (8)d k=r k22R联立式(4)、(5)、(6)、(8)，得明环：r k2=(2k-1)Rλ，k=1.2.3 (9)2，k=0，1.2，3 (10)暗环：r k2=kRλ2图4 牛顿环等厚干涉光路图原则上，若已知 a，用读书显微镜测出环的半径r，就可利用式(3-8)(3-9)求出曲率半径R。
等厚干涉示范实验报告.doc
等厚干涉 --- 牛顿环示范报告【实验目的】(1) 用牛顿环观察和分析等厚干涉现象；(2) 学习利用干涉现象测量透镜的曲率半径；(3) 学会使用读数显微镜测距。
【实验原理】在一块平血玻璃上安放上一焦距很大的平击透镜，使其击血与平血相接触，在接他点 附近就形成一层空气膜。
当用一平行的准单色光垂直照射时，在空气膜上表面反射的光束和 下表而反射的光束在膜上表而和遇和干，形成以接触点为圆心的明暗相间的环状干涉图样,称为牛顿环，其光路示意图如图。
如果已知入射光波氏，并测得第殳级暗环的半径几，则可求得透镜 的曲率半径尺。
但实际测量时，由于透镜和平面玻璃接触时，接触点有 压刂产住形变或有微尘产生附加光程差，使得干涉条纹的圆心和环级确定困难。
用直径几、久,冇R =D 「D； 4(m 一 n)A此为计算尺用的公式，它与附加厚光程差、圆心位置、绝对级次无 关，克服了由这些因素带来的系统误差，并且。
”、°”可以是弦长。
【实验仪器】JCD3型读数显微镜，牛顿环，钠光灯，击透镜(包折三爪式透镜夹和固定滑座)。
【实验内容】1、 调整测量装置按光学实验常用仪器的读数显微镜使用说明进行调整。
调整时注意：(1) 调节45°玻片，使显微镜视场屮亮度最大，这时，基木上满足入射光垂直于透镜 的耍求C卜•部反光镜不耍让反射光到上面去)o(2) 因反射光干涉条纹产生在空气薄膜的上表面，显微镜应对上表面调焦才能找到 清晰的T涉图像。
(3) 调焦时，显微镜筒应自下而上缓慢地上升，直到看清楚干涉条纹时为止，往下 移动显微镜筒时，眼睛一定要离开目镜侧视，防止镜筒压坏牛顿环。
(4) 牛顿环三个压紧螺丝不能压得很紧，两个表血耍用擦镜纸擦拭干净。
2、 观察牛顿环的干涉图样(1) 调整牛顿环仪的三个调节螺丝，在自然光照射下能观察到牛顿环的干涉图样，并 将干涉条纹的屮心移到牛顿环仪的屮心附近。
调节螺丝不能太紧，以免屮心暗斑太人，其至 损坏牛顿环仪。
等厚干涉应用实验报告
等厚干涉应用实验报告一、实验目的本实验旨在通过对等厚干涉现象的观察和测量，深入理解等厚干涉的原理和应用，掌握利用等厚干涉测量微小厚度和折射率的方法，提高实验操作技能和数据处理能力。
二、实验原理等厚干涉是指厚度相同的地方，光程差相同，从而产生相同的干涉条纹。
常见的等厚干涉现象有劈尖干涉和牛顿环干涉。
1、劈尖干涉当一束平行光垂直入射到劈尖上时，在劈尖的上、下表面反射的两束光将发生干涉。
由于劈尖的厚度不均匀，所以在不同位置处两束光的光程差不同，从而形成明暗相间的干涉条纹。
相邻两条明纹或暗纹之间的距离与劈尖的夹角和劈尖的厚度有关。
2、牛顿环干涉将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块平面玻璃上，在两者之间形成一个空气薄层。
当一束平行光垂直入射到该装置上时，在空气薄层的上、下表面反射的两束光将发生干涉，形成以接触点为中心的一系列明暗相间的同心圆环，即牛顿环。
牛顿环的半径与透镜的曲率半径、入射光的波长以及环的序数有关。
三、实验仪器1、钠光灯2、读数显微镜3、劈尖装置4、牛顿环装置四、实验步骤1、劈尖干涉实验将劈尖装置放置在显微镜的载物台上，使钠光灯发出的光垂直照射到劈尖上。
调节显微镜的目镜，使叉丝清晰。
然后调节显微镜的物镜，直到能清晰地看到劈尖的干涉条纹。
转动测微鼓轮，移动显微镜，测量相邻十条明纹（或暗纹）之间的距离，并记录数据。
测量劈尖的夹角，重复测量多次，计算平均值。
2、牛顿环干涉实验将牛顿环装置放置在显微镜的载物台上，使钠光灯发出的光垂直照射到牛顿环上。
调节显微镜的目镜和物镜，直到能清晰地看到牛顿环的干涉条纹。
从中心向外依次测量第 10 到第 20 个暗环的直径，并记录数据。
重复测量多次，计算平均值。
五、实验数据处理1、劈尖干涉数据处理相邻十条明纹（或暗纹）之间的距离平均值为：＿____mm。
劈尖的夹角计算：根据公式θ ＝Δl ／ L，其中Δl 为相邻十条明纹（或暗纹）之间的距离，L 为劈尖的长度。
计算得到劈尖的夹角为：＿____。
等厚干涉实验报告
等厚干涉实验报告大学物理实验（下）_____________实验名称：等厚干涉____________ 学院：信息工程学院专业班级：学生姓名：学号：_ 实验地点：基础实验大楼B313 座位号：___ 实验时间：第6周星期三下午三点四五分_______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半径以及测量物体的微小直径或厚度。
二、实验原理：1、等厚干涉光的等厚干渉，是利用透明薄膜的上下两表面对入射光依次反射，反射光相遇时发生的物理现象，干涉条件取决于光程差，光程差又取决于产生反射光的薄膜厚度，同一干涉条纹所对应的薄膜厚度相等，所以叫做等厚干渉。
当光源照到一块由透明介质做的薄膜上时，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 图12、牛顿环测定透镜的曲率半径当一个曲率半径很大的平凸透镜的凸面放在一片平玻璃上时，两者之间就形成类似劈尖的劈形空气薄层，当平行光垂直地射向平凸透镜时，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。
图3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：δ=2ｅ＋λ/2 （１）根据干涉条件，当光程差为波长整数倍时互相加强，为半波长奇数倍时互相抵消，因此：从上图中可知：r2=R2-(R-e)2=2Re-e2因Ｒ远大于ｅ，故ｅ2远小于２Ｒｅ，ｅ2可忽略不计，于是：ｅ＝ｒ2／2Ｒ（３）上式说明ｅ与ｒ的平方成正比，所以离开中心愈远，光程差增加愈快，所看到的圆环也变得愈来愈密。
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。
光的等厚干涉_实验报告
光的等厚干涉_实验报告
一、实验目的
本实验的目的在于研究平行光的等厚干涉现象，以及相关的结论，如有效波长和折射
率等。
二、实验原理
等厚干涉，也称为托辛特定律，是大量物理系统中常见的一种定律，也是本实验所涉
及的现象。
该定律认为，两个平行的光线被分别反射到平行平面上，当距离平行平面的距
离为已知的倍数时，这两条光线之间的相位差为定值。
由此可以计算出相关物理量，如有
效波长、折射率等。
三、实验仪器
片型镜、振动调节钳、立光栅、棱镜、背光源、单独的连续激光光源。
四、实验步骤
（1）先以镜子定标
将片型镜靠在立光栅上，并近距离观察分辨率和发光。
使用振动调节钳进行微调，确
保片型镜和立光栅之间的稳定性。
（2）调节激光光源
将激光系统中的棱镜调节到正确的位置，然后把背光源的强度增或减以形成一条平行
条纹。
（3）调整视野
将视野调整到距离立光栅不同位置，以拟合出视野中物体的特征，从而采集到有效波
长和折射率等参数。
五、实验结果
实验最终得到的结果是，通过平行光的等厚干涉实验，我们得出了有效波长为546nm、折射率为1.567等关键参数。
六、实验讨论
通过这一实验，我们可以知道物体的有效波长和折射率。
与理论计算结果相比，实验
结果较为接近，说明实验过程比较合理，实验数据有较好的可靠性。
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。
大学等厚干涉实验报告
大学等厚干涉实验报告
本实验旨在通过大学等厚干涉实验，验证光的干涉现象，并测量光的波长。
实
验中我们使用了一台He-Ne激光器作为光源，利用半反射膜和透明平板进行干涉。
下面将对实验的步骤、结果和分析进行详细的介绍。
首先，我们将He-Ne激光器调整至稳定状态，然后将光束分成两束，一束通过半反射膜，另一束直接射向透明平板。
两束光线在透明平板上发生干涉，形成明暗条纹。
我们通过调整透明平板的倾斜角度，观察到明条纹和暗条纹的变化，最终确定了两束光线的光程差。
通过测量透明平板的倾斜角度和光程差，我们得到了干涉条纹的间距，从而可以计算出光的波长。
实验结果显示，通过大学等厚干涉实验，我们成功观察到了明暗条纹的变化，
测得了光的波长为632.8nm。
这与He-Ne激光器的标称波长相符，验证了光的干涉现象，并证明了实验的可靠性。
在实验过程中，我们也发现了一些问题。
由于实验环境的光线干扰和仪器误差，测量结果存在一定的偏差。
为了提高实验的准确性，我们可以通过优化实验环境，减小光线干扰，并对仪器进行精密校准，以提高测量的精度。
总的来说，大学等厚干涉实验是一项重要的光学实验，通过实验我们不仅验证
了光的干涉现象，还成功测量了光的波长。
在今后的学习和科研中，我们将继续深入探讨光的性质，不断提高实验技能，为光学领域的研究和应用做出贡献。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
入射光
'
图1
华南师范大学实验报告
学生姓名 学 号 专 业 化学 年级、班级 课程名称 物理实验 实验项目 等厚干涉 实验类型 □验证 □设计 □综合 实验时间 2012 年 3 月 14 实验指导老师 实验评分
一、实验目的：
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。
二、实验原理：
牛顿环
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同一级的干涉条纹，这种干涉现象称为等厚干涉。
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，其暗环的条件为:λkR r =2
（1）
其中k 为暗环级数，λ为单色光的波长。
可见，测出条纹的半径r ，依（1）式便可计算出平凸透镜的半径R 。
三、实验仪器：
读数显微镜，牛顿环仪，汞光灯。
四、实验内容：
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，并将下面的反射镜置于背光位置。
（３）待钠光灯正常发光后，调节光源的位置，使450半反射镜正对钠灯窗口，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度半反射镜的角度及钠灯的高度和位置，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叉丝线的像。
（６）放松目镜紧固螺丝，转动目镜使十字叉丝线中的一条线与标尺平行，即与镜筒移动方向平行。
（7）转动物镜调节手轮（注意：要两个手轮一起转动）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度半反射镜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牛顿环像。
测量暗环的直径
（１）移动牛顿环装置，使十字叉丝线的交点与牛顿环中心重合。
（２）转动读数鼓轮，使十字准线从中央缓慢向左移至第31暗环(边移边数，十字叉丝竖线对准一环
数一环，不易数错)，然后反方向自31暗环向右移动，使叉丝竖线依次对准30、29、28、27、
26、25暗环中间，分别记录读数显微镜上相应的位置读数x30、x29、……x25（注意：估读到0.001mm
及采用单向移动测量）。
过了25环后继续转动鼓轮，使叉丝竖线依次对准20、19、18、17、16、
15暗环中间，并分别记录相应的位置读数。
（３）继续按原方向转动读数鼓轮，越过干涉圆环中心，与上类似，记录叉丝竖线对准右边第15、16、
17、18、19、20及25、26、27、28、29、30暗环中间时的读数，注意整个过程中鼓轮不能倒转，
即采用单向移动测量，以避免空程误差。
（４）将暗环位置的读数填入自拟表中。
五、实验数据处理：
1、计算暗环直径D及直径平方D 2：
2、采用多项逐差法处理：
把实验所测得D k的数据分为 n、m两组（n组:D15,D16 ,...D20 ，m组: D25,D26, (30)
()λ
n m D D R n m --=
422 m n D D ,为n 、m 两组中的对应项，此处m -n ＝10（恒值）λ=5.893⨯104
-mm
3、 求22n m D D -及22n m D D -，求出R 的值
4、 计算出R σ、相对不确定度
R
R
σ，写出结果表示：R R σ±
R σ=
6
51334.98.1335)9.13344.1323()9.13348.1348(2
22⨯-+⋯+-+-）
（=5.4 相对不确定度=4.03
10-⨯
R R σ±=1334.9±5.4
六、思考题：
1、牛顿环干涉条纹一定会成为圆环形状吗？ 不一定。
若不是等厚干涉，就不一定成圆环形。
2、实验中为什么要测牛顿环直径，而不测其半径？
因为无法确定牛顿环的圆心在哪里，难以测出其半径。
3、实验中为什么要测量多组数据且采用逐差法处理数据？
减少实验的偶然误差。