等厚干涉实验中缺陷检测的数值模拟
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重要的光学实验，根据Fizeau原理，通过将两束光束接近相同的光程、波长、偏振和方向，在干涉环境中观察它们的干涉现象。
实验可以用于研究材料的光学属性以及光学元件的设计和制造。
实验装置主要由凸面透镜、振幅分束器、反射镜、准直器、照明光源、读出光学元件等部件组成。
具体操作步骤如下：1. 配置实验装置。
定位照明光源、凸面透镜和反射镜的位置，使得光线可以被准确的引导到振幅分束器的两个入射端口上。
2. 调整振幅分束器。
调整振幅分束器使其分区比之间的光程差约为光波长的1/2，开启干涉仪件后调整读出光学元件的位置和旋转状态，使得读出干涉条纹后，当前光的路径长度相等。
3. 观察干涉现象。
根据读数元件显示的干涉图案，判断两个光束对应的光程是否相等。
若干涉条纹是等间距的，则表示光程相等；若干涉条纹不等距，则表示光程差。
通过等厚干涉实验，我们可以得到目标光学材料的折射率、厚度和表面形貌等参数。
其中，折射率可以通过测量材料的相对位移来计算得出，厚度则可以从空气中干涉带的数量和宽度并结合折射率公式进行计算。
此外，等厚干涉实验对于验证材料表面形貌的均匀性也具有重要的作用。
不同区域的折射率不一定相等，如果存在表面形貌的偏差，则会产生干涉条纹发生错位的情况，因而通过观察干涉条纹的位置和形态可以得知材料表面是否均匀。
需要注意的是，等厚干涉实验需要高精度的仪器配合操作，同时特别注意光学系统的稳定性和环境的温度变化等因素。
实验过程中要严格遵守操作规程，以免影响结果的准确性。
总之，等厚干涉实验是一种非常有用的光学实验，能够大大提高我们的认识和研究光学材料、元件及表面形貌等方面的工作。
在实验过程中，需要掌握合适的操作步骤，并积极对实验结果进行记录和分析，以获得准确的结果，并为光学实验提供更好的支持。
光的等厚干涉实验报告误差分析
光的等厚干涉实验报告误差分析Abstract:光的等厚干涉实验是光学实验中常用的一种方法，通过测量干涉条纹的变化来分析光的性质与光程差。
本文将对光的等厚干涉实验中可能存在的误差进行详细分析，包括测量误差、环境误差以及系统误差，并提出相应的解决方法，以提高实验准确性和可靠性。
Introduction:光的等厚干涉实验是一种常用的光学实验方法，它通过利用光的干涉现象，在两个光学元件之间形成干涉条纹，通过观察和测量干涉条纹的变化，可以推断出光的波长、光程差等物理量。
然而，在实际操作过程中，往往会存在一定的误差，这些误差会对实验结果产生一定影响。
测量误差：测量误差是由于测量仪器的精度和操作人员的技术水平等因素引起的。
在光的等厚干涉实验中，主要的测量误差来自于干涉条纹的观测和测量工具的使用。
首先，观测干涉条纹时，人眼对于条纹的分辨能力是有限的。
当干涉条纹的间距非常小，或者光的强度非常弱时，很容易出现观测的主观误差。
为了减小这种误差，可以增加光的强度，或者使用放大观测装置。
其次，测量工具的使用也会引入误差。
例如，使用千分尺或显微镜进行长度测量时，读数的精确度受到测量工具本身刻度的限制。
为了减小读数误差，可以使用更加精确的测量工具，例如数显千分尺或激光测量仪。
环境误差：环境误差是由实验环境中的温度、气压等因素引起的。
这些因素会导致实验装置的尺寸发生变化，从而产生光程差的变化，影响干涉条纹的观测结果。
光的等厚干涉实验通常在实验室中进行，室内环境的温度变化是很常见的。
温度的变化会导致实验装置的材料发生热胀冷缩，从而改变光程差。
为了减小温度变化引起的误差，可以选择温度变化较小的实验室地点，并且在实验过程中尽量控制环境温度的稳定性。
此外，气压的变化也会引起干涉条纹的变化。
当气压变化较大时，会导致实验装置中光的传播速度发生变化，从而改变光程差。
为了减小气压变化引起的误差，可以在实验装置中设置稳定的气压环境，或者进行气压的校正。
光的等厚干涉实验报告误差分析
光的等厚干涉实验报告误差分析实验报告：光的等厚干涉实验误差分析前言：光学等厚干涉实验是一项基础实验，用来研究光的干涉现象。
在实验过程中，误差是难以避免的。
本实验报告将重点探讨在光的等厚干涉实验中的误差来源以及产生的原因。
实验目的：利用普通光源做等厚干涉实验，确定自制的反射镜的1/4波长厚度及其干涉色，在此基础上分析误差来源并改善实验误差。
实验原理：当平面单色波通过物体表面时，对该波的相位会产生180度的改变，此现象被称为反射。
在光学等厚干涉实验中，我们主要利用了反射和透射两种现象。
干涉产生的原因是光程的差异，根据两种光的相位差的差异，产生了明暗条纹。
根据研究结果，我们可以确定物体的等厚度。
实验步骤：1.制作反射镜2.射线方向的调节3.观测条纹的调节实验结果：在实验过程中，我们首先制作出自己的反射镜。
然后，我们调节了射线方向并观测了条纹。
观测结果表明，我们的反射镜厚度为1/4波长。
这就意味着我们成功地完成了实验。
误差分析：本实验中我们遇到了一些误差。
主要的误差来源有三种：第一种是角度误差，第二种是光源亮度不均匀，第三种是反射镜质量不均。
在实验中，我们需要保证射线的角度正确。
但是由于实验时工具的限制，我们无法保证度数的精度。
因此，这个来源误差是无法避免的。
第二个误差源是光源亮度不均匀。
这个误差比较小，但是由于实验结果要求高精度，所以也会对结果造成一定的影响。
第三个误差来源是反射镜质量不均。
在实验过程中，反射镜表面的质量也会对结果造成较大的影响。
如果表面有缺陷，那么结果就会受到影响。
改善误差：为了改善这个误差的存在，我们需要注意以下几点：首先，我们应该尽可能减少角度误差，这需要我们确认仪器的度数精度和操作技巧。
其次，对于光源亮度不均的问题，我们应该使用更加均匀的光源输入，使用光衰减器等。
最后，为了减少反射镜表面的不均匀性，我们需要在制作反射镜时，确保反射镜表面光滑。
此外，我们也可以使用镀膜等措施来改善反射镜的光学性能。
光的等厚干涉实验报告误差分析
光的等厚干涉实验报告误差分析光的等厚干涉实验报告误差分析引言：光的等厚干涉实验是一种常见的光学实验，通过观察光的干涉现象来研究光的性质和光学器件的特性。
然而，实验中存在着一些误差，影响着实验结果的准确性和可靠性。
本文将对光的等厚干涉实验中的误差进行分析，以期更好地理解实验结果。
一、光源的误差在光的等厚干涉实验中，光源的稳定性和一致性是保证实验准确性的重要因素。
然而，现实中的光源往往存在一些误差。
首先，光源的亮度可能不均匀，导致干涉图案的亮度不均匀。
其次，光源的波长可能存在一定的偏差，这会导致干涉条纹的位置发生变化。
因此，在进行光的等厚干涉实验时，我们需要选择稳定性好、亮度均匀、波长一致的光源，以减小这些误差的影响。
二、光路的误差光路的误差是光的等厚干涉实验中另一个重要的误差来源。
光路的误差包括光路长度的不准确、光路的平行度不好等。
首先，光路长度的不准确会导致干涉条纹的位置发生偏移。
因此，在实验中，我们需要使用精密的光路仪器来确保光路长度的准确性。
其次，光路的平行度不好会导致干涉条纹的清晰度下降。
因此，在搭建光路时，我们需要注意光路元件的安装和调整，确保光路的平行度。
三、观察误差观察误差是光的等厚干涉实验中常见的误差来源之一。
观察误差包括人眼的视觉疲劳、观察角度的不准确等。
首先，人眼的视觉疲劳会导致观察者对干涉条纹的观察产生误差。
因此，在进行实验时，我们需要合理安排观察者的休息时间，避免视觉疲劳对实验结果的影响。
其次，观察角度的不准确会导致干涉条纹的位置发生偏移。
因此，在观察干涉条纹时，我们需要保持正确的观察角度，以减小观察误差的影响。
四、温度误差温度误差是光的等厚干涉实验中常见的误差来源之一。
温度的变化会导致光学元件的尺寸发生变化，从而影响干涉条纹的位置。
因此，在进行实验时，我们需要控制实验环境的温度，保持恒定的温度，以减小温度误差的影响。
五、其他误差除了上述几种常见的误差外，光的等厚干涉实验中还存在一些其他的误差。
等厚干涉实验中缺陷检测的数值模拟
等厚干涉实验中缺陷检测的数值模拟刘建龙;高扬【摘要】利用数值方法研究了等厚干涉实验中平面玻璃存在凸凹缺陷时的干涉条纹，给出了不同缺陷尺寸、高度或曲率情况下的条纹变化性质，讨论了利用干涉图像进行缺陷检测的方法。
该研究给出等厚干涉实验中的典型问题的数值求解办法，结果形象直观，便于理解。
%T he change of the interference fringes caused by the defect in the plain glass in equal‐thickness interference experiment was numerically studied .The properties of the fringe patterns for different defect size ,height and curvature were shown and the method of defect detection based on the interference fringe was discussed .The study gave a numerical solution of a classical problem in the e‐qual thickness interference experiment .The results were intuitive and easy to understand .【期刊名称】《物理实验》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】4页(P23-26)【关键词】等厚干涉;数值仿真;缺陷检测【作者】刘建龙;高扬【作者单位】哈尔滨工业大学物理系，黑龙江哈尔滨150001;黑龙江大学电子工程学院，黑龙江哈尔滨150080【正文语种】中文【中图分类】O436.1等厚干涉实验是物理实验课程中的经典实验项目，其中牛顿环和劈尖干涉实验最为典型，在大学物理实验课堂上也最为常见[1-3]. 学生可以通过实验来观察干涉现象，同时也学习了利用等厚干涉进行曲面曲率和薄膜厚度测量的方法. 实际上，等厚干涉实验除了用来做曲率和厚度测量外[4-5]，另外一个典型的应用就是玻璃表面缺陷的检测[6]. 然而，带有特定尺寸和形状的缺陷的平面玻璃不易加工，这也影响了这类实验的开设. 目前，多数物理实验教材只把这个问题作为讨论题供学生思考.然而，仅靠理论分析，无法验证分析的准确性，也不能得到直观的认识.事实上，当牛顿环或劈尖干涉装置的玻璃表面存在的凸起或凹陷形状比较规则，且变化比较平缓时，可以利用计算机程序来模拟其产生的干涉现象，并给出干涉条纹的形状和分布，进而研究干涉条纹随结构参量变化的规律. 在本次研究中，选择劈尖干涉装置，研究玻璃存在球面凸起或凹陷时，不同缺陷尺寸、高度和曲率对干涉条纹的影响.图1为劈尖装置示意图，1块平板玻璃水平放置，另一块玻璃与水平玻璃存在一定夹角. 下侧玻璃上表面存在1个球面凸起缺陷，2块玻璃之间形成一定厚度的空气间隙. 当一单色平面波从上向下垂直照射到劈尖装置上时，其中一部分光在AB表面反射并与从CD面反射的光发生干涉. 假设干涉的2束光的强度均为I0，则距离C点水平距离为x处的干涉条纹的强度可以写为[7]：其中k0为入射光在真空中的波矢，d(x)为x位置处2个玻璃表面的距离，如图1所示. 在无缺陷的位置，空气间隙的厚度为线性变化，即：其中α为劈尖的夹角. 在缺陷位置，空气间隙的厚度不再是线性变化. 考虑到缺陷的形状为球形曲面，结合劈尖实验和牛顿环实验中空气厚度公式来推导缺陷位置的空气间隙厚度公式. 图2为放大后的凸起缺陷结构示意图，其中缺陷厚度为h0，半径为r，曲面的曲率半径为R. 如果曲率半径R远大于缺陷半径r，则凸起缺陷的厚度分布可以近似为：其中x′和y′为以O′为圆心的新的坐标系中的坐标，R可以通过缺陷的厚度h0和半径r来求得：.设劈尖的夹角α为6×10-4rad，入射光波长λ=589.3 nm，式(1)中的光强I0设为1. 根据式(1)和(2)，干涉条纹的间距为Δx=λ/(2tanα). 设凸起缺陷的中心位置位于x=6Δx=2.9 mm处，即此处为第6级暗条纹位置处. 缺陷厚度h设为λ/4,λ/3和λ/2，缺陷的半径r设为1 mm. 利用式(1)~(3)，编写Matlab程序计算得到干涉条纹图样如图3所示. 图中不同的灰度表示不同的光强.从图3的结果，首先可以看出在缺陷附近条纹向外侧发生了弯曲，缺陷的位置和大小可以通过发生弯曲的条纹位置来判断和计算. 此外，当缺陷的厚度增加时，缺陷上的条纹的弯曲程度增大，条纹密度也相应增加. 这是因为当缺陷厚度增大而缺陷的半径不变时，缺陷曲面的曲率R增大，缺陷的厚度变化更陡，条纹密度自然变大.图3(a)中缺陷的中心位置位于第6级暗条纹处，而此时缺陷的厚度为λ/4，相干的2束光的光程差减小了λ/2，此时的干涉结果应发生反转. 从图3(a)可以看到，缺陷中央位置确实由暗条纹变成了亮条纹. 图3(c)的缺陷厚度为λ/2，相干的2束光的光程差减小了λ，缺陷中央的条纹的亮度不变. 从图3(c)中可以看出，缺陷中央仍然是暗条纹，只是暗条纹的级数变为第5级. 观察图3(c)中缺陷上的条纹也可以发现，只有中央位置的条纹才发生了整数级的移动，其他位置的条纹并没有类似突变，这是因为其他位置的光程差的变化并没有达到λ.图4是将凸起缺陷改为凹陷后的模拟结果，缺陷的高度变为深度，其他参量保持不变. 从图中可以看出凹陷处的条纹向内侧发生了偏转，因此可以根据条纹偏转的方向很容易地判断缺陷的凸起或凹陷. 其他现象与凸起的情况基本一致. 仔细对比图3和图4可以看出，将图3的所有结果进行左右翻转即可得到图4的结果. 我们对式(1)~(3)进行简单的对称性分析就很容易理解. 当球面缺陷的中心正好处于原亮条纹或暗条纹中心位置时，凸起或凹陷产生的条纹图样正好左右相反. 正是因为这种现象，提醒我们在实际的实验中要特别注意劈尖摆放的左右位置，以保证能够正确区别缺陷是凸起还是凹陷.劈尖的夹角的大小对缺陷的检测是否会带来影响也是一个值得注意的问题. 将夹角设为4×10-6，8×10-6，10×10-6rad ，其他参量保持与图3(c)中的参量一致，利用数值方法模拟了干涉结果，干涉条纹形状分布如图5所示. 从图中可以看出，当劈尖夹角增大后，条纹整体密度增大，同时缺陷上的条纹也相应变得更密，条纹条数增多，但是条纹移动的幅度并没有发生变化.假设在实验中通过数字照相设备记录了干涉条纹的强度分布如图3~5所示，根据图片中记录的强度分布可以计算缺陷的位置和大小. 从图3~5中可以清楚地看到，发生条纹扭曲的位置即是缺陷所在的位置，通过简单的图像测量就可以得到缺陷的分布和中心位置. 对于缺陷的高度，利用式(1)进行逆运算，并考虑缺陷厚度分布的平滑性，合理选择公式中开根号后的符号以及三角函数求逆后的结果，可以准确地计算缺陷的高度分布. 假设记录了如图3(c)所示的干涉图片，提取x=2.9 mm位置y方向的强度分布，如图6所示. 图中的强度已经进行了归一化处理. 从图中可以看出，此处的强度分布为左右对称分布，这是因为在y方向劈尖本身的厚度无变化. 利用式(1)编写Matlab程序计算了此处的缺陷高度分布，结果如图7所示. 从图中可以看出二者完全一致. 然而在实际的实验中记录的强度分布还会存在噪声干扰等问题，据此计算的结果也会存在一定的偏差.利用数值仿真研究了带有球面缺陷的劈尖的干涉条纹，给出了在不同缺陷形状、尺寸、厚度和曲率以及不同劈尖夹角下的条纹分布，从等厚干涉的角度对这些干涉现象进行了解释. 数值仿真得到的干涉结果形象直观，克服了现实实验中加工条件的限制. 此外，本文给出的结果解决了大学物理实验教学中等厚干涉实验项目中的一些模糊认识，可增进学生对等厚干涉原理、现象及其应用的理解.【相关文献】[1] 耿完桢,金恩培,赵海发,等. 大学物理实验[M]. 哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2005:157-162.[2] 霍剑青,吴泳华,尹民,等. 大学物理实验(第四册)[M]. 北京: 高等教育出版社,2006:348-358.[3] 周殿清. 基础物理实验[M]. 北京:科学出版社, 2009:240-245.[4] 汪仕元,朱俊,穆万军,等. 迈克耳孙干涉光程差分析模型探讨[J]. 物理实验，2013,33(3):31-34.[5] 闫玺,张景超,李贺光,等. 基于激光透射法测量平板玻璃的厚度[J]. 物理实验，2012,32(5):1-5.[6] 王中林. 多功能干涉测量实验装置[J]. 物理实验, 2012,32(10):32-34.[7] 赵凯华. 光学[M]. 北京:北京大学出版社, 2008:284-291.。
光的等厚干涉实验报告误差分析
光的等厚干涉实验报告误差分析光的等厚干涉实验是一种基于光的干涉原理而进行的实验。
该实验的主要目的是研究通过光的干涉现象来探究光波的性质。
在进行实验的过程中，我们可以通过测量不同点的干涉条纹的位置和间距来确定光波的波长和折射率等参数。
不过，由于实验中可能存在的各种误差的影响，我们在进行误差分析时需要注意以下几个方面。
首先，光的等厚干涉实验可能受到环境因素的影响。
例如，由于实验室内温度和湿度的变化，光路中的光路长度和光速可能会发生微小的改变，从而影响实验的准确性。
因此，我们应该在实验前先对环境进行一定的控制，确保实验的稳定性。
其次，测量设备的精度也是影响实验结果的一个重要因素。
例如，在测量干涉条纹的位置时，可能由于读数盘的刻度不够精细或读数的误差等因素导致测量结果的误差。
因此，我们需要使用具有高精度的测量设备，并在实验前进行校准，确保测量结果的准确性。
此外，样品的制备质量也可能会对实验结果产生影响。
例如，在制备同一组样品时，如果样品的厚度或形状存在一定的偏差，可能会导致实验结果产生误差。
因此，我们需要采用一定的制备工艺和技术，确保样品的制备过程和精度。
最后，实验者自身的操作技巧和经验也可能对实验结果产生影响。
例如，在调节光路时，实验者需要具有一定的操作经验和技巧，才能确保光路稳定和测量准确。
因此，我们需要进行充分的实验前准备和实验者培训，提高实验者的操作技巧和经验，从而保证实验结果的准确性。
总之，光的等厚干涉实验是一种非常精密和敏感的实验，其中可能存在各种误差的影响。
只有在充分的实验前准备、精确的测量设备、优质的样品和熟练的操作技巧的基础上，才能保证实验结果的准确性和可靠性。
牛顿环等厚干涉的实验仿真与智能分析
牛顿环等厚干涉的实验仿真与智能分析近千年，物理学家和数学家一直在努力解决天文现象中所遇到的种种问题，而其中一个最大的挑战是研究牛顿环等厚干涉现象。
牛顿环等厚干涉现象是指在两个相邻的高度相近的物体之间的透射现象，也就是说，当光线穿过一个物体的表面时，它会经历反射和折射两类不同的物理现象，从而形成一个完整的物理现象系统。
由于它具有复杂的物理现象链路，因此，在现实中解决牛顿环等厚干涉现象的任务是极其困难的。
随着计算机技术和虚拟现实技术的发展，仿真技术可以帮助物理学家和数学家以一种较为精确的方式来研究牛顿环等厚干涉现象，因此，它已经成为物理学家和数学家探索物理现象的一个重要工具。
仿真技术可以帮助人们对牛顿环等厚干涉现象进行模拟，以进一步了解其特性，以及它们是如何影响我们日常生活的。
仿真系统可以模拟光线从物体表面传播的过程，以及它形成环形图案时发生的变化，让我们了解它们有何影响。
此外，仿真技术还可以帮助我们探索物理现象中可能存在的模式，并发现其背后的规律。
另外，仿真技术也可以用于进行智能分析，即根据物理现象的模式来推理我们期望得到的结论。
可以通过分析模拟系统中发生的不同状况，来预测牛顿环等厚干涉现象在实际情况下的表现，从而得出一系列推理结论。
有了通过仿真实验和智能分析确定的推理结论，我们就能准确预测牛顿环等厚干涉现象，从而实现人工智能与现实世界之间的紧密结合。
以上就是关于牛顿环等厚干涉的实验仿真与智能分析的介绍，希望能够帮助物理学家和数学家研究牛顿环等厚干涉现象。
当通过仿真技术探索物理现象时，智能分析又可以帮助我们准确预测物理现象，形成我们期望的智能系统。
因此，物理学家和数学家们将继续努力开发新的仿真技术，以更高效地研究物理现象并进行智能分析。
等厚干涉的应用及数据处理
2021.06科学技术创新等厚干涉的应用及数据处理赵阳刘艳芳罗旺(齐齐哈尔大学理学院,黑龙江齐齐哈尔161006)光是一种电磁波,既具有波动性、又具有粒子性,光的干涉、衍射、偏振现象能表现出光的波动性。
发出相干光的光源称为相干光源,相干光能产生干涉现象,根据发光机理,原子(或分子)发光是断续的,每次发光形成一有限长的波列,大量原子发光是由许多相互独立、互不相干的波列组成的。
这些波列发出的光在空间相遇,不满足干涉条件,不能形成相干光。
可以通过分振幅和分波阵面两种方法获得相干光,牛顿环干涉通过分振幅法获取相干光。
图1牛顿环1牛顿环1.1原理牛顿环是由平凸透镜和平面镜组成的光学元件,如图1,当光照到牛顿环上时,平凸透镜上表面光传播方向不变,当光传播至平凸透镜下曲面时,一部分光发生反射,另一部分光发生折射,直接反射的光称为光线1,折射到空气层的光在平面镜上表面发生反射,再折射通过平凸透镜曲面和光线1发生叠加,两束光为相干光,产生干涉现象。
如图1,设透镜曲率半径为R ,平凸透镜曲面上某点距离O 距离为r k ,该点空气层厚度为d k ,根据几何关系为:R >>d k (本实验中R 一般取2-2.5m 间),光线可看成垂直入射,略去二阶小量d k ,(1)由几何路径引起的光程差为2nd,光从光疏介质入射到光密介质时,反射光发生仔相位突变,产生附加半波损失,空气层折射率n=1,故光程差为:图2牛顿环干涉图样若与牛顿环中心O 点处距离为r 的点对应光程差为半波长奇数倍,该点产生暗纹,则以中心点O 为圆心,半径同为r 的同心圆为暗环(如图2),同心圆对应的空气层厚度相同,光程差相同,产生的干涉效果一样,此时应满足条件:得:(2)通过公式(2)不难看出,只要知道相干光波长、K 、K 级暗纹与O 点的距离即可求出曲率半径,而实际测量时存在相应问题,O 点不是一个点,而是一个暗斑,用肉眼测其中心位置坐标存在误差,进而求得曲率半径存在误差;若牛顿环中心有灰尘,或者没有掌握好牛顿环三颗钉力度,均不能保证中心处为零级暗纹,中心可能出现亮斑,r k 对应的K 不正确,均会导致最终求出的曲率半径有误,带来较大的系统误差。
牛顿环等厚干涉的实验仿真与智能分析
牛顿环等厚干涉的实验仿真与智能分析
牛顿环是一种古老的实验，可以用来研究有关光的特性。
牛顿环实验以英国科学家查
尔斯·牛顿命名，实验被用来研究厚度干涉。
牛顿环由内外两个平圆形环组成，它通过精
密制作，之间的距离小于环宽度的数十分之一。
牛顿环的光散射特性很强，尤其是近年来
经过了优化，并使用复杂的改良方案，这就使它的性能更加出色，更适合用来做实验研究。
牛顿环实验仿真涉及多种科学研究领域，如伽玛成像技术、厚干涉实验、激光研究等。
它可以用来实现光线性质变化的测量和研究，并且可以模拟出真实物理环境中光信号的多
种变化。
实验可以采用仿真技术模拟出物质结构精细度、光强度变化等复杂现象，从而有
助于分析由物质结构和光线变化导致的强度差异。
牛顿环的实验仿真还被结合智能分析技术，用于更好地分析实验结果，有效拟合出实
验结果，从而锁定物体的能见度条件，并采取措施将实验能量转化为物理学实验中的标准值。
智能分析技术可以用来自动分析光强度图、求解最优成像参数和确定对应材料结构参数，例如表面粗糙度和折射率等。
牛顿环实验仿真和智能分析技术使许多物理学实验更容易，同时可以发现复杂环境中
隐藏的精确参数。
它也可以大大提高特定应用领域（如激光探测和军事分析）的专业能力，从而提供更可靠的数据和结果。
基于Matlab的光学等厚干涉实验仿真
图 2 夏普利斯不对称合成中使用的手性配体.渊a冤(DHQ)2PHAL (b) (DHQD)2PHAL
作为一门前沿学科袁自 1963 年开始袁配位化学的相关研究 已有 7 次获得诺贝尔化学奖袁这些研究成果可为配位化学理论课 程的教学改革提供丰富的资源遥 因此袁如何借鉴这些研究成果服 务于提高课堂教学质量袁也将是笔者在今后的教学过程中继续关 注之处遥
科学窑自然
课程教育研究
Course Education Research
2016 年 1 月 中旬刊
配位化学课程中手性配体的案例教学实践
董作为 祁 欣
(南京航空航天大学材料科学与技术学院 江苏 南京 210016)
揖摘要铱配位化学是一门汇集化学各分支学科以及物理学尧生物学和材料科学的综合性课程遥 本文结合作者在配位化学课程中手性
图 1 夏普利斯烯烃的二羟基化. RL = 最大取代基团; RM = 中等 取代基团; RS = 最小取代基团
由于手性配体在金属有机合成中的应用非常广泛袁 种类繁 多袁课堂讲解该章节时袁作为应用化学专业的学生容易感到内容 庞杂尧枯燥袁无从下手遥 通过这些案例教学的探讨过程袁将一些具 体的尧看似遥不可及的前沿研究领域与本科生教学的基础理论知 识相联系袁尽管涉及范围不宽尧研讨结果尚稚嫩袁但一方面拓宽了 学生视野袁 另一方面也拉进了前沿科研工作与学生的心理距离袁 增强了学生对本课程教学内容的认同感和成就感遥 在研讨结束 后袁进一步给学生简单介绍了关于烯烃二羟基化[2+2]和[2+3]反 应机理的争论历史袁提高了学生的学习兴趣和主动性袁达到了预 期的教学效果遥
等厚干涉实验数据处理
0.0111
0.0274
0.0317 0.0292
暗环直径及其不确定度
暗环直径
直径不确 定度 暗环直径 结果
average(Dmi)=abs(Xl-Xr)
Deta(Dmi)=sqrt(Xl^2+Xr^2) Dmi=average(Dmi)± Deta(Dmi)
10.2020 10.0993 0.0377 0.0474
0.0301 0.0317
结果Leabharlann Xmi=Xr±Deta(Xni)
暗环直径及其不确定度
暗环直径 average(Dni)=abs(Xl-Xr)
7.4183 7.2767
直径不确 定度 暗环直径 结果
Deta(Dni)=sqrt(Xl^2+Xr^2) Dni=average(Dni)±Deta(Dni)
0.0705 0.0758
0.0788
0.0794
22 28.43 28.368 28.429 28.409
0 0.0355
0.0881
0.0886
21 28.351 28.29 28.342 28.327
7 0.0329
0.0817
0.0823
n右 R
25
24
1
读数（mm）
2
坐标平均 值
3 Xr=average（Xni）
21.202 21.189 21.21 21.200
/R
2+(0.2^2)/(25^2))
003
Deta(R) Deta(R)=averge(R)*Deta(R)/R
(单位 m)
0.004716 397
50 30.042 30.038 30.052
干涉法测量器件表面特征缺陷的计算机模拟
( 4) ( 5)
Φ ( P) I1 ( P ) I2 ( P ) cos
其中 Φ ( P ) =φ1 ( P ) - φ 2 ( P ) 为两列光波在 P 点位相差 . 设两相干光源到接收屏上 P 点距离分别
2 2 1 /2 2 2 1 /2 为 r1 = ( D + ( y - a / 2 ) ) , r2 = ( D + ( y + a / 2 ) ) 其中 D 为双缝到接受屏的距离 , a 为双缝间距 .
Σ
e
jk r
r
k (θ ) d s
( 1 )
) 为倾斜因子 . 式中 k (θ
图 1 惠更斯 — 菲涅耳原理图
[收稿日期 ] 2009 - 03 - 21 [基金项目 ]泰山学院科研资助立项项目 ( Y05 - 2 - 08) [作者简介 ]崔祥霞 ( 1982 - ) ,女 ,山东沂源人 ,泰山学院物理与电子工程学院教师 .
第 3期
崔祥霞等 : 基于 MATLAB 的光学衍射与干涉实验仿真
111
color map ( gray (N ) ) ; subp lot ( 1, 2, 2 ) p lot (B , xs) ;
3 杨氏双缝干涉
两列相干光在接收屏上某点 P 叠加的光场可表示为 : U ( P ) = U 1 ( P ) + U 2 ( P ) = A1 ( P ) exp ( φ j 1 ( P ) ) + A2 ( P ) exp ( φ j 2 ( P) ) 光强强度为 :
1 理论基础
根据惠更斯 — 菲涅耳原理的次波假设和次波相干叠加原理 ,当次级波源处于同一波阵面上时 ,由它 们发出的子波必然是彼此相干的 ,在波传播的后面空间中任何一点处的光振动则是这些次级波源产生 的子波叠加的结果 . 惠更斯 — 菲涅耳原理的数学表达式为
工程光学等厚干涉Matlab仿真-推荐下载
2
I
4
cos
1. 平面楔板
2
（1） 光程差分析
(
2
2nh 2
（2） 参数设置
波长 =500nm 楔角 =0.1rad 折射率n 1
（3） Matlab 仿真程序
)
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术通关，1系电过，力管根保线据护敷生高设产中技工资术艺料0不高试仅中卷可资配以料置解试技决卷术吊要是顶求指层，机配对组置电在不气进规设行范备继高进电中行保资空护料载高试与中卷带资问负料题荷试2下卷2，高总而中体且资配可料置保试时障卷，各调需类控要管试在路验最习；大题对限到设度位备内。进来在行确管调保路整机敷使组设其高过在中程正资1常料中工试，况卷要下安加与全强过，看度并22工且22作尽22下可22都能22可地护以缩1关正小于常故管工障路作高高；中中对资资于料料继试试电卷卷保破连护坏接进范管行围口整，处核或理对者高定对中值某资，些料审异试核常卷与高弯校中扁对资度图料固纸试定，卷盒编工位写况置复进.杂行保设自护备动层与处防装理腐置，跨高尤接中其地资要线料避弯试免曲卷错半调误径试高标方中高案资等，料，编试要5写、卷求重电保技要气护术设设装交备备置底4高调、动。中试电作管资高气，线料中课并敷3试资件且、设卷料中拒管技试试调绝路术验卷试动敷中方技作设包案术，技含以来术线及避槽系免、统不管启必架动要等方高多案中项；资方对料式整试，套卷为启突解动然决过停高程机中中。语高因文中此电资，气料电课试力件卷高中电中管气资壁设料薄备试、进卷接行保口调护不试装严工置等作调问并试题且技，进术合行，理过要利关求用运电管行力线高保敷中护设资装技料置术试做。卷到线技准缆术确敷指灵设导活原。。则对对：于于在调差分试动线过保盒程护处中装，高置当中高不资中同料资电试料压卷试回技卷路术调交问试叉题技时，术，作是应为指采调发用试电金人机属员一隔，变板需压进要器行在组隔事在开前发处掌生理握内；图部同纸故一资障线料时槽、，内设需，备要强制进电造行回厂外路家部须出电同具源时高高切中中断资资习料料题试试电卷卷源试切，验除线报从缆告而敷与采设相用完关高毕技中，术资要资料进料试行，卷检并主查且要和了保检解护测现装处场置理设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
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放置 ， 另 一 块 玻 璃 与 水平 玻 璃 存 在 一 定 夹 角．下 侧 玻璃 上 表 面存 在 １个 球 面 凸起 缺 陷 ， ２块 玻 璃
之 间形 成 一定厚 度
定 的偏差 ．
参考文献 ：
［ １ － １ 耿完桢， 金 恩培 ， 赵 海发 ， 等 ．大 学 物 理 实 验 ［ Ｍ］ ． 哈尔 滨 ： 哈 尔 滨 工 业 大 学 出版 社 ， ２ ０ ０ ５ ： １ ５ ７ － １ ６ ２ ． ［ ２ ］ 霍剑青 ， 吴泳华 ， 尹 民， 等 ．大 学 物 理 实 验 （ 第 四册 ） ［ Ｍ］ ．北 京 ： 高 等教 育 出 版社 ， ２ ０ ０ ６ ： ３ ４ ８ — ３ ５ ８ ．
第 ３ ５ 卷 第 １ 期 ２ ０ １ ５年 １ 月
物 理
实 验
Ｖｏ １ ． ３ ５ ＮＯ ． １
ＰＨ ＹＳＩ ＣＳ ＥＸＰＥＲＩ Ｍ ＥＮＴＡ Ｔ１ ０Ｎ
Ｊ ａ ｎ ．， ２ ０ １ ５
等 厚 干 涉 实 验 中缺 陷检 测 的 数 值 模 拟
刘 建 龙 ， 高 扬
得 到的干 涉结 果 形象 直观 ， 克服 了现 实 实 验 中 加
存在 噪声 干扰 等 问题 ， 据此 计 算 的结 果也 会 存 在
一
工条 件 的限 制．此 外 ， 本 文 给 出 的结 果 解 决 了 大 学物 理实 验教 学 中等厚 干涉 实验项 目中 的一 些模 糊认 识 ， 可 增进 学生 对 等厚 干涉原 理 、 现象及 其 应
其 中 ａ为劈 尖 的夹 角 ．在 缺 陷 位 置 ， 空 气 间 隙 的 厚 度不 再是 线性 变化 ．考虑 到 缺 陷 的形状 为 球形
“ 第 ８ 届全 国高等学校物理实验教学研讨 会” 论 文 收 稿 日期 ： ２ ０ １ ４ — ０ ５ — ２ ９ ； 修 改 日期 ： ２ ０ １ ４ － １ ０ — ０ １ 资助项 目： 黑 龙 江 省 高 等 教 育 教 学 改 革 项 目资 助 （ Ｎｏ ． Ｊ Ｇ２ ０ １ ２ ０ １ Ｏ １ ５ １ ） ； “ ９ ８ ５工 程 ” 本 科 生 教 学 建 设 项 目资 助 （ Ｎ ｏ ．
凹陷 时 ， 不 同缺陷 尺寸 、 高 度 和曲率 对 干涉条 纹 的
影响．
置 处 ２个 玻 璃 表 面 的距 离 ， 如 图 ｌ所 示．在 无 缺
陷的位 置 ， 空气 间 隙的厚 度为 线性 变化 ， 即：
ｄ（ ｚ） ： ｘｔ ａ ｎ 口， （ ２ ）
２ 原 理 与公 式
图 １为劈 尖 装 置示 意 图 ， １块 平 板 玻 璃 水 平
曲率 情 况 下 的 条 纹 变 化 性 质 ， 讨 论 了 利 用 干 涉 图像 进 行 缺 陷 检 测 的 方 法 ．该 研 究 给 出 等 厚 干 涉 实 验 中 的 典 型 问 题 的数 值求解 办法 ， 结果形 象直观 ， 便 于理 解 ．
关键词 ： 等厚 干 涉 ； 数值仿真 ； 缺 陷检 测
事实上， 当牛 顿 环 或劈 尖 干 涉装 置 的玻 璃 表
点水平 距 离 为 ｚ 处 的 干 涉 条 纹 的 强 度 可 以 写
为［ ７ ｌ ：
面存在 的凸起 或 凹 陷 形状 比较 规则 ， 且 变化 比较
平缓时， 可 以利用 计 算 机 程 序 来 模 拟 其产 生 的 干
涉 现象 ， 并 给 出干 涉条 纹 的形状 和分 布 ， 进而 研究 干涉 条 纹 随 结 构 参 量 变 化 的规 律．在 本 次 研 究
（ １ ．哈 尔 滨 工 业 大 学 物 理 系 ， 黑龙 江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ０ １ ；
２ ．黑龙 江 大学 电子 工程 学 院 ， 黑龙 江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ８ ０ ）
摘 要： 利 用 数 值 方 法 研 究 了等 厚 干 涉 实 验 中 平 面 玻 璃 存 在 凸 凹缺 陷 时 的干 涉 条 纹 ， 给 出了不同缺 陷尺寸 、 高 度 或
中， 选 择 劈尖 干涉 装 置 ， 研 究玻 璃存 在球 面 凸起 或
图１ 存 在 缺 陷 的劈 尖 结 构 图
Ｉ （ ｚ ） 一４ １ ０ ｓ ｉ ｎ ［ 惫 ｏ （ ｚ ） ］ ，
（ １ ）
其中是 。 为 人射 光 在 真 空 中 的 波 矢 ， ｄ（ ） 为 位
中图分类号 ： ０ ４ ３ ６ ． １ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ５ － ４ ６ ４ ２ （ ２ ０ １ ５ ） ０ １ － ０ ０ ２ ３ — ０ ４
１ 引 言
等厚 干 涉实 验是 物理 实验 课程 中的经 典实 验 项 目， 其 中牛 顿 环和劈 尖 干涉 实验 最 为典 型 ， 在 大
ＨＩ ＴＪ Ｇ２ ０ １ ４ ０ ０ ８ ）
作者简介 ： 刘建龙（ １ ９ ８ １ 一） ， 男， 湖南常德人 ， 哈尔滨工业大学物 理系高级工程师 ， 博士， 主 要 从 事 大 学 物 理 实 验 教 学 和 衍射光学领域研究．
２ ６
一
物
理
实
验
第３ ５ 卷
致 ．然 而在 实 际的实 验 中记 录 的强度 分 布 还会
从 上 向下垂 直 照 射 到劈 尖 装 置 上 时 ， 其 中一部 分
光在 ＡＢ表 面反射 并 与从 Ｃ Ｄ 面 反射 的光发 生 干 涉．假设 干 涉 的 ２束 光 的强 度 均 为 Ｌ， 则距离 Ｃ
过 实验 来观 察干 涉 现象 ， 同 时 也学 习 了利 用 等 厚 干涉 进行 曲面 曲率和 薄膜 厚 度测 量 的方 法．实 际 上， 等 厚 干 涉 实 验 除 了 用 来 做 曲 率 和 厚 度 测 量 外 ］ ， 另 外一 个典 型 的应 用就 是玻 璃表 面 缺 陷 的 检 测 ］ ．然 而 ， 带 有 特 定 尺 寸 和形 状 的 缺 陷 的平 面玻璃不 易加工 ， 这 也 影 响 了这 类 实 验 的 开 设． 目前 ， 多数 物理 实 验 教 材 只 把 这 个 问题 作 为讨 论 题 供学 生 思考 ．然 而 ， 仅 靠 理论 分 析 ， 无法 验 证分 析 的准 确性 ， 也 不 能得 到直 观 的认 识 ．