等厚干涉实验

等厚干涉实验大学物理实验等厚干涉实验名词解释仪器介绍实验内容操作要点数据处理问题思考名词解释等厚干涉半波损失牛顿环劈尖干涉返回目录页等厚干涉平行光照射到薄介质上，介质上下表面反射的光会在膜表面处发生干涉。介质厚度相等处的两束反射光有相同的相位差，也就具有相同的干涉光强度，这就是等厚干涉。返回半波损失波传播过程中，遇到波疏介质反射，反射点入射波与反射波有相同的相位。波由波密介质反射，反射点入射波与反射波的相位差π，光程差为λ/2，即产生了半波损失。对光波说，来自大折射率介质的反射具有半波损失。返回牛顿环将一曲率半径相当大的平凸玻璃透镜放在一平面玻璃的上面，则在两者之间形成一个厚度随直径变化的空气隙。空气隙的等厚干涉条纹是一组明暗相间的同心环。该干涉条纹最早被牛顿发现，所以称为牛顿环（Newton-ring）返回牛顿环劈尖干涉将两块光学平玻璃重叠在一起，在一端插入一薄纸片，则在两玻璃板间形成一空气劈尖当一束平行单色光垂直入射时，由空气层上下表面反射的光将在空气层上表面处发生干涉，形成一组平行于交棱的明暗相间、等间距的直条纹。Ld’返回仪器介绍读数显微镜钠灯平凸透镜劈尖返回目录页读数显微镜返回目镜物镜上下移动旋钮水平移动旋钮读数标尺读数盘钠灯返回钠光灯是一种气体放电灯。在放电管内充有金属钠和氩气。开启电源的瞬间，氩气放电发出粉红色的光。氩气放电后金属钠被蒸发并放电发出黄色光。钠光在可见光范围内两条谱线的波长分别为589.59nm和589.00nm。这两条谱线很接近，所以可以把它视为单色光源，并取其平均值589.30nm为波长。平凸透镜返回平凸透镜与平板玻璃组合成牛顿环实验样品。平凸透镜平板玻璃劈尖返回两块光学平玻璃重叠在一起，在一端插入一薄纸片，制成实验样品。平板玻璃平板玻璃薄纸片实验内容实验公式1.牛顿环2.劈尖返回目录页1.用牛顿环测透镜的曲率半径2.用劈尖干涉法测薄纸片的厚度1.牛顿环返回在空气厚度为e的地方，上下表面反射的光的光程差为2e+λ/2，光程差为(2k+1)λ/2处为干涉暗条纹，得到曲率半径计算公式：ABerRCO)(4)(2222nmDDnmrrRnmnm2.劈尖返回第K级干涉暗条纹对应的薄膜厚度为ek=kλ/2k=0时，e=0,即在两玻璃板接触处为零级暗条纹；若在薄纸处呈现k=N级条纹，则薄纸片厚为d=Nλ/2条纹，又由暗条纹总数Ｎ＝Ｌ／△x’得到薄纸片厚度的计算公式：d=Lλ/2△x’ek操作要点仪器布置观测干涉条纹测量直径测量薄纸片厚度返回目录页仪器布置返回观测牛顿环和劈尖干涉条纹返回•光源对准目镜筒上的45°平板玻璃，调节平板玻璃方向，使光垂直照在平凸透镜装置上。此时通过目镜可以看到明亮的黄色背景。•被测物体放到载物平台上，调节目镜清晰地看到十字叉丝，然后由下向上移动显微镜镜筒（为防止压坏被测物体和物镜，不得由上向下移动！），看清牛顿干涉环。•用同样的方法观察劈尖干涉的条纹。测量牛顿环直径返回•取m=15，n=5。横向改变显微镜筒位置，使叉丝由第15圈外向第15圈移动直至叉丝交点与之重合，读取C15，继续朝同一方向移动叉丝至第5圈读取C5；仍按原方向移动叉丝（为防止产生空程差），越过中央暗环，按同样方法读取C'5、C'15。•将牛顿环旋转若干角度，重复以上测量共6次。测量薄纸片厚度返回•由于相邻条纹之间的距离很小，为了减小测量误差，通常测量n条干涉暗条纹之间的距离。取n=10，横向改变显微镜筒位置，使叉丝与某级暗纹重合读取X0,继续朝同一方向移动叉丝,每隔10条暗纹依次读取X1，X2，…，X5。•测量交棱到纸边的距离L，重复测5次。数据处理数据记录曲率半径计算不确定度评定返回目录页数据记录表格下一页次数123456C15C5C’15C’5D15D5单位：mm1.牛顿环返回次数012345Xi△XL始L末L单位：mm2.劈尖干涉曲率半径计算返回)(422nmDDRnm薄纸片厚度的计算LΔxn2λd不确定度评定返回•先分别计算u(D15)和u(D5),其中B类不确定度均可取。•由传递关系计算R的不确定度。•用同样的方法计算d的不确定度。•不确定度有效数字取1位。301.0问题思考（1）有时牛顿环中央是一亮斑，这是由于平凸透镜与平板玻璃没有紧密接触而致。试进行理论分析，并推导此时的曲率半径计算公式。（2）劈尖的夹角的正弦，试讨论当夹角变化时，干涉条纹的疏密的变化。返回目录页