劈尖干涉测细丝直径ppt课件
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头发丝直径的测定
.711 1.543 49.262 0.726 42.178 1.376 47.367 0.836 45.462 -0.236 L长度（mm） 43.168 48.536 41.342 46.531 45.698 l读数（mm） 13.872 11.747 20.891 18.606 15.298 12.949 3.869 1.912 4.392 1.911 l长度（mm） 2.125 2.265 2.439 1.957 2.481 直径长度D=（ L／l）×5λ（mm）
6.491 8.397 7.682 8.432 5.924 10.569 8.683 15.467 13.672 l长度（mm） 1.978 1.697 2.508 1.886 1.795 直径长度D=（ L／l）×5λ（mm）
0.0636
0.0739
使结果误差很大
还有
做事一定要有规划
不能盲目地凭着自己的意向
同一组里要互相讨论
一同规划
使实验最优化
06071645
元小平
才有一点眉目
第一次把头发丝夹在劈尖上放到显微镜上观察时
找不到干涉条文
经过多番调整显微镜和劈尖后才看到干涉条纹
观察多次后
眼睛开始有点疼
有了酸的感觉
做了一个多小时实验后
得出了几组实验数据
眼睛实在坚持不了
第二天
继续到光学实验室做实验
连续做了几次实验后
得出以上的实验数据
做这个实验一定要按步骤,每一步都要仔细
7.重复上述过程
得到不同的几组数据
8.实验结束后
整理好实验器材
六、实验数据
D=（ L／l）×5λ
劈尖干涉测细丝直径ppt课件
光干涉条件：同频率、相位差恒定、传播方向相同。
n1
n1
e
n6Βιβλιοθήκη 、劈尖干涉测细丝直径原理装置
光程差
明纹 暗纹
7
2、劈尖干涉测细丝直径原理
劈尖干涉条纹分布特点 光程差：
（1） 棱边处：
有半波损失，光程差：
为暗纹。
2
棱边处为0级暗纹。
条纹级次依次增大
8
2、劈尖干涉测细丝直径原理
（2）相邻明纹 (或暗纹) 所对应的薄膜厚度差
测细丝的直径
θ D
L
（1）利用显微镜读数标尺测
出N个条纹长度，例如：30条
l
明条纹间长4.295mm；
l = 4.295/29mm
12
2、劈尖干涉测细丝直径原理
测细丝的直径
D
L
l
DL
2l
13
3、小结 （1）微小量测量-- 劈尖干涉法
（2）干涉条纹特点 （3）细丝直径测量：
14
思考：
已知波长λ，如何通过劈尖干涉条纹数目变 化测膨胀量△l ？
15
l
ek
e
ek1
9
2、劈尖干涉测细丝直径原理
（3）相邻明纹 (或暗纹) 间距
l
e
ek ek1
l 2
10
2、劈尖干涉测细丝直径原理
劈尖干涉条纹变化特点
相邻明纹 (或暗纹) 间距 l 2
变大条纹变密，反
之变疏。
每一条纹对应劈尖 内的一个厚度，厚度改 变时，对应的条纹随之 移动。
11
2、劈尖干涉测细丝直径原理
1
内容导航
劈尖干涉简介 劈尖干涉测细丝直径原理
总结与思考
n1
n1
e
n6Βιβλιοθήκη 、劈尖干涉测细丝直径原理装置
光程差
明纹 暗纹
7
2、劈尖干涉测细丝直径原理
劈尖干涉条纹分布特点 光程差：
（1） 棱边处：
有半波损失，光程差：
为暗纹。
2
棱边处为0级暗纹。
条纹级次依次增大
8
2、劈尖干涉测细丝直径原理
（2）相邻明纹 (或暗纹) 所对应的薄膜厚度差
测细丝的直径
θ D
L
（1）利用显微镜读数标尺测
出N个条纹长度，例如：30条
l
明条纹间长4.295mm；
l = 4.295/29mm
12
2、劈尖干涉测细丝直径原理
测细丝的直径
D
L
l
DL
2l
13
3、小结 （1）微小量测量-- 劈尖干涉法
（2）干涉条纹特点 （3）细丝直径测量：
14
思考：
已知波长λ，如何通过劈尖干涉条纹数目变 化测膨胀量△l ？
15
l
ek
e
ek1
9
2、劈尖干涉测细丝直径原理
（3）相邻明纹 (或暗纹) 间距
l
e
ek ek1
l 2
10
2、劈尖干涉测细丝直径原理
劈尖干涉条纹变化特点
相邻明纹 (或暗纹) 间距 l 2
变大条纹变密，反
之变疏。
每一条纹对应劈尖 内的一个厚度，厚度改 变时，对应的条纹随之 移动。
11
2、劈尖干涉测细丝直径原理
1
内容导航
劈尖干涉简介 劈尖干涉测细丝直径原理
总结与思考
12-5 劈尖干涉
D
L
解
相邻两条明纹间的间距 b
4.295 29
mm
2
其间空气层的厚度相差为/2于是
b sin
ห้องสมุดไป่ตู้
其中为劈尖角，因为 很小，所以
D sin L
代入数据得 D L sin L
b 2
D
28.880103 4.29510 3 29
9 1 589 . 3 10 m 0.05746mm 2
a
ek ek 1
2
(4)测细丝的直径
空气 n 1
sin
1
2n b L
2n b
d Ltg L
n1 n1
L
n
d
对于空气劈尖：n=1
b
L d Ltg L 2 b
例 为了测量金属细丝的直径，把金属丝夹在两块 平玻璃之间，形成劈尖，如图所示，如用单色光垂 直照射 ，就得到等厚干涉条纹。测出干涉条纹的间 距，就可以算出金属丝的直径。某次的测量结果为 ：单色光的波长 =589.3nm，金属丝与劈间顶点间的 距离L=28.880mm，30条明纹间的距离为4.295mm,求 金属丝的直径D？
解：由暗纹条件 = 2ne = (2k+1） /2 (k=0,1,2…)
SiO2
Si
M O
知,第9条暗纹对应于k=8,代入上式得 e = (2k+1) /4n = 1.72(m) 所以SiO2薄膜的厚度为1.72 m。
(3)检验光学元件表面的平整度
e
b
a
a e b2
e b
b
n1 n
讨论 (1)棱边处
劈尖干涉实用PPT课件PPT课件
= 2ne
M SiO2
O
= (2k+1） /2 (k=0,1,2…) Si
知,第9条暗纹对应于k=8,代入上式得 e = (2k+1) /4n = 1.72(m)
所以SiO2薄膜的厚度为1.72 m。
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劈尖膜
例2 为了测量金属细丝的直径，把金属丝夹在两块 平玻璃之间，形成劈尖，如图所示，如用单色光垂直 照射 ，就得到等厚干涉条纹。测出干涉条纹的间距 ，就可以算出金属丝的直径。某次的测量结果为：单 色光的波长 =589.3nm金属丝与劈间顶点间的距离
反射光2
反射光1
空气介质
A
·
e
n
B
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劈尖膜
2.2 劈尖明暗条纹的判据
当光程差等于波长的整数倍时，出现干涉加强的 现象，形成明条纹；当光程差等于波长的奇数倍时， 出现干涉减弱的现象，形成暗条纹。
2ne
2
k
2k
1
2
(k 1,2,3,...) 明纹 (k 0,1,2,...) 暗纹
劈尖膜
2.3 劈尖干涉条纹的特征
（3）两相邻明纹（或暗纹）的间距
L= e/sin ≈ e/
L 明纹 暗纹
≈ /2n
e
结论： a.条纹等间距分布
L
e
b.夹角越小，条纹越疏；反之则密。如过大，
条纹将密集到难以分辨，就观察不到干涉条纹了。
第8页/共25页
劈尖膜
2.3 劈尖干涉条纹的特 征
劈尖干涉条纹是一系列明暗相间的、等间 距分布的、平行于棱边的平直条纹。
2n2e
当反射光之一存在半波损失时，其光程 差应加上附加光程 /2 ,即：
M SiO2
O
= (2k+1） /2 (k=0,1,2…) Si
知,第9条暗纹对应于k=8,代入上式得 e = (2k+1) /4n = 1.72(m)
所以SiO2薄膜的厚度为1.72 m。
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劈尖膜
例2 为了测量金属细丝的直径，把金属丝夹在两块 平玻璃之间，形成劈尖，如图所示，如用单色光垂直 照射 ，就得到等厚干涉条纹。测出干涉条纹的间距 ，就可以算出金属丝的直径。某次的测量结果为：单 色光的波长 =589.3nm金属丝与劈间顶点间的距离
反射光2
反射光1
空气介质
A
·
e
n
B
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劈尖膜
2.2 劈尖明暗条纹的判据
当光程差等于波长的整数倍时，出现干涉加强的 现象，形成明条纹；当光程差等于波长的奇数倍时， 出现干涉减弱的现象，形成暗条纹。
2ne
2
k
2k
1
2
(k 1,2,3,...) 明纹 (k 0,1,2,...) 暗纹
劈尖膜
2.3 劈尖干涉条纹的特征
（3）两相邻明纹（或暗纹）的间距
L= e/sin ≈ e/
L 明纹 暗纹
≈ /2n
e
结论： a.条纹等间距分布
L
e
b.夹角越小，条纹越疏；反之则密。如过大，
条纹将密集到难以分辨，就观察不到干涉条纹了。
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劈尖膜
2.3 劈尖干涉条纹的特 征
劈尖干涉条纹是一系列明暗相间的、等间 距分布的、平行于棱边的平直条纹。
2n2e
当反射光之一存在半波损失时，其光程 差应加上附加光程 /2 ,即：
劈尖干涉ppt课件pptx
测量微小角度，了解劈尖干涉的精度。
实验目的
实验仪器及材料
01
02
03
04
05
06
实验前准备
调整显微镜，使其对准劈尖干涉仪的棱镜。
将平面镜按照要求放置并固定；
将劈尖干涉仪放置在水平台上，调整水平；
熟悉劈尖干涉原理和实验操作步骤；
检查实验仪器和材料是否齐全、完好；
03
实验步骤及数据记录
实验步骤
劈尖、测量显微镜、平行光管、光源、光屏等。
劈尖干涉定义
劈尖干涉原理是利用两个或多个相干波源产生的波在空间某点叠加时，不同波源的波因相位差而引起在叠加点形成干涉现象。
劈尖干涉是一种具有高分辨率、高精度和高稳定性的干涉测量方法，被广泛应用于光学测量、光学仪器、光电子技术等领域。
劈尖干涉原理
劈尖干涉的应用
劈尖干涉在光学测量领域有着广泛的应用，如测量光学元件的面形误差、表面粗糙度、折射率等参数。
思考题
学生提问
在实验中，我们如何保证两束光波是相干光？
答
可以通过将同一光源发出的光分成两束，然后经过不同的路径后重新相遇。由于它们来自同一光源，因此可以视为相干光。
学生互动环节
THANKS
感谢观看
环境不确定度
由于系统误差引起的测量不确定度。
由于环境因素变化引起的测量不确定度。
03
不确定度分析
02
01
结果可靠性评估
数据处理方法可靠性评估
对数据处理方法的可靠性进行评估，如干涉条纹计数方法是否准确等。
06
实验总结及思考题
实验目的
本实验旨在通过观察和分析劈尖干涉现象，了解和掌握光的干涉原理以及应用。
去除重复、异常值，处理缺失值，确保数据质量。
实验目的
实验仪器及材料
01
02
03
04
05
06
实验前准备
调整显微镜，使其对准劈尖干涉仪的棱镜。
将平面镜按照要求放置并固定；
将劈尖干涉仪放置在水平台上，调整水平；
熟悉劈尖干涉原理和实验操作步骤；
检查实验仪器和材料是否齐全、完好；
03
实验步骤及数据记录
实验步骤
劈尖、测量显微镜、平行光管、光源、光屏等。
劈尖干涉定义
劈尖干涉原理是利用两个或多个相干波源产生的波在空间某点叠加时，不同波源的波因相位差而引起在叠加点形成干涉现象。
劈尖干涉是一种具有高分辨率、高精度和高稳定性的干涉测量方法，被广泛应用于光学测量、光学仪器、光电子技术等领域。
劈尖干涉原理
劈尖干涉的应用
劈尖干涉在光学测量领域有着广泛的应用，如测量光学元件的面形误差、表面粗糙度、折射率等参数。
思考题
学生提问
在实验中，我们如何保证两束光波是相干光？
答
可以通过将同一光源发出的光分成两束，然后经过不同的路径后重新相遇。由于它们来自同一光源，因此可以视为相干光。
学生互动环节
THANKS
感谢观看
环境不确定度
由于系统误差引起的测量不确定度。
由于环境因素变化引起的测量不确定度。
03
不确定度分析
02
01
结果可靠性评估
数据处理方法可靠性评估
对数据处理方法的可靠性进行评估，如干涉条纹计数方法是否准确等。
06
实验总结及思考题
实验目的
本实验旨在通过观察和分析劈尖干涉现象，了解和掌握光的干涉原理以及应用。
去除重复、异常值，处理缺失值，确保数据质量。
劈尖干涉测细丝直径ppt课件
测细丝的直径
θ D
L
（1）利用显微镜读数标尺测
出N个条纹长度，例如：30条
l
明条纹间长4.295mm；
l = 4.295/29mm
.
12
2、劈尖干涉测细丝直径原理
测细丝的直径
D
L
l
.
DL
2l
13
3、小结 （1）微小量测量-- 劈尖干涉法
（2）干涉条纹特点
（3）细丝直径测量：
.
14
思考：
已知波长λ，如何通过劈尖干涉条纹数目变 化测膨胀量△l ？
.
内容导航
劈尖干涉简介 劈尖干涉测细丝直径原理
总结与思考
.
2
身高测量
头 发 丝 粗 细 怎 么 测 ？
.
3
薄膜干涉
1
空气 2
3
dn
.
4
1、劈尖干涉简介
两个表面很平的玻璃片，一端相交，夹角θ很小， 形成一个劈尖形的透明薄膜，称为空气劈尖。
棱边
空气劈尖
.
5
1、劈尖干涉简介
劈尖干涉：入射单色光经劈尖上、下表面反射， 在上表面相遇而产生的干涉。
光干涉条件：同频率、相位差恒定、传播方向相同。
n1
n1
e
.
n
6
2、劈尖干涉测细丝直径原理
装置
光程差
明纹 暗纹
.
7
2、劈尖干涉测细丝直径原理
劈尖干涉条纹分布特点 光程差：
（1） 棱边处：
有半波损失，光程差：
为暗纹。
2
棱边处为0级暗纹。
条纹级次依次增大
.
8
2、劈尖干涉测细丝直径原理
（2）相邻明纹 (或暗纹) 所对应的薄膜厚度差
θ D
L
（1）利用显微镜读数标尺测
出N个条纹长度，例如：30条
l
明条纹间长4.295mm；
l = 4.295/29mm
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2、劈尖干涉测细丝直径原理
测细丝的直径
D
L
l
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DL
2l
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3、小结 （1）微小量测量-- 劈尖干涉法
（2）干涉条纹特点
（3）细丝直径测量：
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思考：
已知波长λ，如何通过劈尖干涉条纹数目变 化测膨胀量△l ？
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内容导航
劈尖干涉简介 劈尖干涉测细丝直径原理
总结与思考
.
2
身高测量
头 发 丝 粗 细 怎 么 测 ？
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3
薄膜干涉
1
空气 2
3
dn
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4
1、劈尖干涉简介
两个表面很平的玻璃片，一端相交，夹角θ很小， 形成一个劈尖形的透明薄膜，称为空气劈尖。
棱边
空气劈尖
.
5
1、劈尖干涉简介
劈尖干涉：入射单色光经劈尖上、下表面反射， 在上表面相遇而产生的干涉。
光干涉条件：同频率、相位差恒定、传播方向相同。
n1
n1
e
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6
2、劈尖干涉测细丝直径原理
装置
光程差
明纹 暗纹
.
7
2、劈尖干涉测细丝直径原理
劈尖干涉条纹分布特点 光程差：
（1） 棱边处：
有半波损失，光程差：
为暗纹。
2
棱边处为0级暗纹。
条纹级次依次增大
.
8
2、劈尖干涉测细丝直径原理
（2）相邻明纹 (或暗纹) 所对应的薄膜厚度差
《劈尖牛顿环干涉》PPT课件
2）属于等厚干涉，条纹间距不等，为什么？
3）将牛顿环置于 的液体n中，1条纹如何变？
明环半径 暗环半径
r (k 1 ) R (k 1,2,3,)
2n
r kR / n (k 0,1,2,)
4）应用例子:可以用来测量光波波长，用于检 测透镜质量，曲率半径等.
测量透镜的曲率半径
rk2 kR
r2 km
例2：如图；用λ=500nm的单色光垂直照射劈尖，劈尖
λ=500nm
由空气到充满n=1.40的液体前后，距劈棱 数起第5条明纹移动多少？
2 104 rad
解：由
e
2nek
2
k
L sin L
(k 5)
k=5
L
e
L (2k 1) 4n
L 9 (1 1 ) 1.61mm 4 n
劈尖干涉的应用 1）干涉膨胀仪
干涉条件: k
Δr
2n d cos 2
/2
Δr 2n2 d / 2
k=1.2.3….（k 级明纹）
Δ (2k 1) / 2 k=0.1.2….（k 级暗纹）
条纹特点: 等间隔,等宽度,平行直条纹.
b 2n /
dk / 2n
条纹变化因素: (1) 厚度变化使得条纹移动.
(2) 介质使得条纹移动变化.
(k
m)R
R
r2 km
r2 k
m
工件 标准件
R
r
2r
例2 用氦氖激光器发出的波长为633nm的单色光做牛顿环实验，测得第个
k k R 暗环的半径为5.63mm , 第 +5 暗环的半径为7.96mm，求平凸透镜的曲率半径 .
解 rk kR
rk5 (k 5)R
普通物理学劈尖牛顿环优秀课件
3）将牛顿环置于 n1的液体中，条纹如何变？
4）应用例子:可以用来测 量光波波长，用于检测透镜质 量，曲率半径等。
工件 标准件
测量透镜的曲率半径
R
rk2 kR
r
rk2 m(km )R
R
r2 km
rk2
m
2r
例2：用氦氖激光器发出的波长为633nm的单色光做
牛顿环实验，测得第个 k 暗环的半径为5.63mm , 第 k+5 暗环的半径为7.96mm，求平凸透镜的曲率半径R。
Rd d20
r 2dR ()R
r (k1)R 明环半径
2
2
r kR 暗环半径
讨 论
明环半径
r (k1)R (k1,2,3, )
2
暗环半径 r kR (k0,1,2, )
1）从反射光中观测，中心点是暗点还是亮点？ 从透射光中观测，中心点是暗点还是亮点？（互补）
2）属于等厚干涉，条纹间距不等，为什么？
普通物理学劈尖牛顿 环
b
L
b
n1 n
n n / 2 D
n1
讨论
（1）劈尖 d 0
为暗纹. 2
(k 1) （明纹）
d 2 2n
劈尖干涉
k 2n （暗纹）
（2）相邻明纹（暗纹）间的厚度差
dk1dk
n
2n 2
b
DL n 2
b
（3）条纹间距（明纹或暗纹）
L
n1 n
n n / 2 D
如果 M 2 平移 d
的距离，则非线性增长 条纹不等间距。
3）条纹的动态变化分析（ n,, 变化时）。
4 ）半波损失需具体问题具体分析。
n n
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测细丝的直径
θ D
L
（1）利用显微镜读数标尺测
出N个条纹长度，例如：30条
l
明条纹间长4.295mm；
l = 4.295/29mm
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2、劈尖干涉测细丝直径原理
测细丝的直径
D
L
l
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DL
2l
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3、小结 （1）微小量测量-- 劈尖干涉法
（2）干涉条纹特点
（3）细丝直径测量：
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思考：
已知波长λ，如何通过劈尖干涉条纹数目变 化测膨胀量△l ？
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内容导航
劈尖干涉简介 劈尖干涉测细丝直径原理
总结与思考
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2
身高测量
头 发 丝 粗 细 怎 么 测 ？
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3
薄膜干涉
1
空气 2
3
dn
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4
1、劈尖干涉简介
两个表面很平的玻璃片，一端相交，夹角θ很小， 形成一个劈尖形的透明薄膜，称为空气劈尖。
棱边
空气劈尖
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1、劈尖干涉简介
劈尖干涉：入射单色光经劈尖上、下表面反射， 在上表面相遇而产生的干涉。lek Nhomakorabeae
ek1
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2、劈尖干涉测细丝直径原理
（3）相邻明纹 (或暗纹) 间距
l
e
ek ek1
l 2
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2、劈尖干涉测细丝直径原理
劈尖干涉条纹变化特点
相邻明纹 (或暗纹) 间距 l 2
变大条纹变密，反
之变疏。
每一条纹对应劈尖 内的一个厚度，厚度改 变时，对应的条纹随之 移动。
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2、劈尖干涉测细丝直径原理
光干涉条件：同频率、相位差恒定、传播方向相同。
n1
n1
e
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2、劈尖干涉测细丝直径原理
装置
光程差
明纹 暗纹
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2、劈尖干涉测细丝直径原理
劈尖干涉条纹分布特点 光程差：
（1） 棱边处：
有半波损失，光程差：
为暗纹。
2
棱边处为0级暗纹。
条纹级次依次增大
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2、劈尖干涉测细丝直径原理
（2）相邻明纹 (或暗纹) 所对应的薄膜厚度差