大物实验报告光的等厚干涉
光的等厚干涉实训报告
一、实训目的1. 理解光的干涉现象,掌握等厚干涉的原理。
2. 通过实验观察光的等厚干涉现象,加深对干涉理论的理解。
3. 学会使用干涉仪进行实验,提高实验操作技能。
4. 培养严谨的科学态度和团队合作精神。
二、实训内容1. 光的干涉现象:光波在两束或多束光波相遇时,相互叠加形成干涉条纹。
2. 等厚干涉:光在两束或多束光波相遇时,由于光程差相等,形成的干涉条纹是等间隔的。
3. 实验仪器:干涉仪、激光光源、光屏、透镜等。
三、实训步骤1. 准备工作:将干涉仪、激光光源、光屏、透镜等实验器材安装好,确保仪器稳定。
2. 打开激光光源,调节光路,使激光束通过干涉仪的透镜。
3. 调节光屏,使光屏上的光斑清晰可见。
4. 调节干涉仪的反射镜,使光束反射到干涉仪的透镜上。
5. 调节透镜,使光束通过透镜后形成干涉条纹。
6. 观察干涉条纹,记录条纹间距和条纹形状。
7. 改变实验条件,观察干涉条纹的变化。
8. 分析实验数据,得出结论。
四、实验结果与分析1. 实验结果在实验过程中,我们观察到干涉条纹为明暗相间的等间隔条纹。
当改变实验条件时,干涉条纹的间距和形状发生变化。
2. 实验分析根据等厚干涉的原理,当光程差为λ/2时,干涉条纹为明纹;光程差为λ时,干涉条纹为暗纹。
因此,实验中观察到的明暗相间的等间隔条纹符合等厚干涉的原理。
通过改变实验条件,我们发现干涉条纹的间距和形状发生变化。
这是由于光程差的变化导致的。
当光程差增加时,干涉条纹间距变大;当光程差减小,干涉条纹间距变小。
五、结论1. 通过本次实训,我们掌握了光的干涉现象和等厚干涉的原理。
2. 我们学会了使用干涉仪进行实验,提高了实验操作技能。
3. 通过观察干涉条纹,我们加深了对干涉理论的理解。
4. 本次实训培养了我们的严谨科学态度和团队合作精神。
六、实训体会1. 在实验过程中,我们要严格按照实验步骤进行操作,确保实验数据的准确性。
2. 实验过程中遇到问题,要积极思考、互相讨论,共同解决问题。
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是一项重要的光学实验,通过该实验可以观察到光的干涉现象,从而深入理解光的波动性质。
本次实验旨在通过等厚薄膜的干涉现象,验证光的波动性质,并通过实验数据分析得出结论。
实验仪器与原理。
实验中所使用的仪器包括,He-Ne激光器、准直器、半反射镜、等厚薄膜样品、平行玻璃板等。
实验原理是基于薄膜的反射和透射光程差引起的干涉现象。
当入射光线照射到薄膜表面时,一部分光被反射,另一部分光被透射。
在薄膜内部,反射光和透射光再次发生干涉,形成干涉条纹。
实验步骤。
1. 将He-Ne激光器与准直器对准,使激光垂直照射到半反射镜上。
2. 调整半反射镜,使激光分为两束,一束垂直照射到等厚薄膜样品上,另一束照射到平行玻璃板上。
3. 观察薄膜样品上的干涉条纹,记录下观察到的现象。
4. 改变薄膜样品的厚度,再次观察干涉条纹的变化。
5. 根据实验数据,分析得出结论。
实验结果与分析。
通过实验观察,我们发现在等厚薄膜样品上出现了清晰的干涉条纹。
随着薄膜厚度的改变,干涉条纹的间距也发生了相应的变化。
通过测量不同厚度下的干涉条纹间距,我们得出了一系列数据。
通过对数据的分析,我们发现干涉条纹的间距与薄膜厚度之间存在一定的关系,这与光的波动性质相吻合。
结论。
通过本次实验,我们验证了光的波动性质,并得出了光的等厚干涉条纹与薄膜厚度的关系。
实验结果表明,光在薄膜中的传播具有波动性质,能够产生干涉现象。
因此,光的波动理论能够很好地解释薄膜干涉现象。
总结。
光的等厚干涉实验是一项重要的光学实验,通过该实验可以深入理解光的波动性质。
通过本次实验,我们验证了光的波动性质,并得出了光的等厚干涉条纹与薄膜厚度的关系。
实验结果对于深入理解光的波动性质具有重要意义,也为光学理论的进一步研究提供了重要的实验依据。
通过本次实验,我们对光的波动性质有了更深入的了解,也为光学理论的研究提供了重要的实验数据。
希望本次实验结果能够对光学领域的研究和应用有所帮助。
大学等厚干涉实验报告
大学等厚干涉实验报告大学等厚干涉实验报告引言:大学等厚干涉实验是一种经典的光学实验,通过利用光的干涉现象来研究光的性质和特性。
在这个实验中,我们可以观察到光的干涉现象,了解光的波动性质,并通过实验数据进行分析和计算,从而得出结论。
本文将对大学等厚干涉实验进行详细的讲解和分析。
一、实验原理大学等厚干涉实验是基于光的干涉现象进行的,干涉是光波相遇时产生的一种现象。
当两束光波相遇时,它们会相互叠加形成干涉图案。
在等厚干涉实验中,我们使用一个等厚透明薄片来产生干涉。
二、实验装置实验装置主要由透明等厚薄片、光源、凸透镜和干涉屏组成。
首先,我们将光源放置在一定的位置上,然后通过凸透镜将光线聚焦到透明等厚薄片上。
当光线通过薄片时,会发生干涉现象,最后通过干涉屏观察干涉图案。
三、实验步骤1. 准备实验装置:将光源、凸透镜、透明等厚薄片和干涉屏依次放置在实验台上,并调整它们的位置和角度,使得光线能够顺利通过。
2. 观察干涉现象:打开光源,调整凸透镜的位置,使得光线经过透明等厚薄片后能够形成干涉图案在干涉屏上。
观察干涉图案的形状和变化。
3. 记录实验数据:使用尺子或显微镜测量干涉图案的明暗条纹的间距和宽度,并记录下来。
4. 数据分析:根据实验数据,进行计算和分析,得出结论。
四、实验结果与讨论通过实验观察和数据记录,我们可以得到一些有趣的结果。
首先,我们可以观察到干涉图案的明暗条纹是等距分布的,这是由于等厚薄片引起的光程差造成的。
光程差的大小取决于等厚薄片的厚度和入射光的波长。
其次,我们还可以通过测量明暗条纹的间距和宽度来计算等厚薄片的厚度。
根据干涉的原理和公式,我们可以得到等厚薄片的厚度与干涉条纹的间距和波长之间的关系。
通过实验数据的计算和分析,我们可以得到等厚薄片的厚度。
此外,我们还可以通过调整光源的颜色或改变入射光的波长,观察干涉图案的变化。
不同波长的光会产生不同的干涉图案,这是由光的波动性质决定的。
五、实验应用大学等厚干涉实验不仅仅是一种基础的光学实验,还有一些实际的应用。
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。
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。
光的等厚干涉 实验报告[参考]
光的等厚干涉实验报告[参考]一、实验原理等厚干涉是指,当平行的两个平板之间有垂直于平板的光线射入时,由于平板间距和介质折射率等厚,反射光和折射光在平板内部发生相对相位差,当它们合成时产生的干涉色彩称为等厚干涉色。
同时,由于介质厚度不同,能够产生不同波长干涉色的薄膜高低差,称为牛顿环。
二、实验器材1. 等厚干涉仪2. 钠灯3. 凸透镜4. 三角形支架5. 单色滤光片6. 直角三棱镜三、实验步骤1. 开启钠灯,并将光线通过凸透镜做成平行光线。
2. 将直线平板插入实验仪器内,并调节支架保证平板夹持稳定。
3. 调节支架,使得在平板上方观察到明暗交替的干涉带。
4. 插入单色滤光片,观察干涉带间的变化。
5. 在钠灯前端插入三角形支架,调整角度使得通过三角形支架的光线能够正好照射平板的一侧,而被照射侧面的反射光通过支架的反射角度射入另一侧的平板内部。
6. 在观察镜筒中可以看到由些微异色的干涉环组成的彩色交替带,它是等厚干涉产生的产物。
四、实验结果通过上述步骤,我们成功地观察到了等厚干涉产生的彩色干涉带。
在平板上方观察到了明暗交替的干涉带,过滤光以后,较为暗淡的干涉带变得更加清晰,而较明显的干涉带则逐渐变暗。
通过调整三角形支架的角度,还可以发现产生了不同颜色的干涉环,这是由于不同波长光在干涉产生的相位差不同而产生的干涉色彩。
本次实验中,我们通过等厚干涉仪观察到了平板间距以及折射率为常量时产生的干涉色彩。
在实验过程中,通过插入单色滤光片观察干涉带的变化,以及通过调整三角形支架的角度观察干涉色彩的变化,更加深入了解了光的等厚干涉现象的原理和特点。
大学物理-光的等厚干涉 实验报告
大连理工大学大学物理实验报告院(系)材料学院专业班级姓名学号实验台号实验时间年月日,第周,星期第节实验名称光的等厚干涉教师评语实验目的与要求:1.观察牛顿环现象及其特点,加深对等厚干涉现象的认识和理解。
2.学习用等厚干涉法测量平凸透镜曲率半径和薄膜厚度。
3.掌握读数显微镜的使用方法。
实验原理和内容:1.牛顿环牛顿环器件由一块曲率半径很大的平凸透镜叠放在一块光学平板玻璃上构成,结构如图所示。
当平行单色光垂直照射到牛顿环器件上时,由于平凸透镜和玻璃之间存在一层从中心向外厚度递增的空气膜,经空气膜和玻璃之间的上下界面反射的两束光存在光程差,它们在平凸透镜的凸面(底面)相遇后将发生干涉,干涉图样是以接触点为中心的一组明暗相间、内疏外密的同心圆,称为牛顿环(如图所示。
由牛顿最早发现)。
由于同一干涉圆环各处的空气薄膜厚度相等,故称为等厚干涉。
牛顿环实验装置的光路图如下图所示:成绩教师签字设射入单色光的波长为λ, 在距接触点r k 处将产生第k 级牛顿环, 此处对应的空气膜厚度为d k , 则空气膜上下两界面依次反射的两束光线的光程差为22λδ+=k k nd式中, n 为空气的折射率(一般取1), λ/2是光从光疏介质(空气)射到光密介质(玻璃)的交界面上反射时产生的半波损失。
根据干涉条件, 当光程差为波长的整数倍时干涉相长, 反之为半波长奇数倍时干涉相消, 故薄膜上下界面上的两束反射光的光程差存在两种情况:2)12(2222λλλδ+=+=k k d k k由上页图可得干涉环半径r k , 膜的厚度d k 与平凸透镜的曲率半径R 之间的关系222)(k k r d R R +-=。
由于dk 远小于R , 故可以将其平方项忽略而得到22k k r Rd =。
结合以上的两种情况公式, 得到:λkR Rd r k k ==22, 暗环...,2,1,0=k由以上公式课件, r k 与d k 成二次幂的关系, 故牛顿环之间并不是等距的, 且为了避免背光因素干扰, 一般选取暗环作为观测对象。
大物实验等厚干涉实验报告
大物实验等厚干涉实验报告一、实验目的1、观察等厚干涉现象,加深对光的波动性的理解。
2、掌握用牛顿环测量平凸透镜曲率半径的方法。
3、学会使用读数显微镜。
二、实验原理1、等厚干涉当一束平行光垂直入射到厚度不均匀的透明薄膜上时,在薄膜的上、下表面反射的两束光将会产生干涉现象。
由于薄膜厚度不同,两束反射光的光程差也不同,在某些位置两束光相互加强,出现亮条纹;在另一些位置两束光相互削弱,出现暗条纹。
这种因薄膜厚度相同的地方形成相同干涉条纹的现象称为等厚干涉。
2、牛顿环将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块平面玻璃上,在透镜的凸面与玻璃之间形成一空气薄层。
当平行单色光垂直入射时,在空气薄层的上、下表面反射的两束光将产生干涉。
由于空气薄层的厚度从中心到边缘逐渐增加,所以在反射光中形成以接触点为中心的一系列明暗相间的同心圆环,称为牛顿环。
3、曲率半径的计算设透镜的曲率半径为$R$,在空气薄膜厚度为$e$ 处,两束反射光的光程差为$\Delta = 2e +\frac{\lambda}{2}$,其中$\lambda$ 为入射光的波长。
当光程差为波长的整数倍时,出现亮条纹,即:\2e +\frac{\lambda}{2} = k\lambda \quad (k = 1, 2, 3, \cdots)\当光程差为半波长的奇数倍时,出现暗条纹,即:\2e +\frac{\lambda}{2} =(2k + 1)\frac{\lambda}{2} \quad (k = 0, 1, 2, 3, \cdots)\在牛顿环中,中心处($k = 0$)的干涉条纹是暗纹。
对于第$k$ 级暗纹,有:\2e_k =(2k + 1)\frac{\lambda}{2}\由于$e_k$ 与半径$r_k$ 的关系为$e_k = R \sqrt{R^2 r_k^2}$,且$r_k^2 = kR\lambda$,所以可得透镜的曲率半径为:\R =\frac{r_k^2}{k\lambda}\三、实验仪器读数显微镜、钠光灯、牛顿环装置。
大学物理光的等厚干涉实验报告
大学物理光的等厚干涉实验报告一、实验目的1、观察和研究等厚干涉现象及其特点。
2、利用等厚干涉测量平凸透镜的曲率半径。
3、加深对光的波动性的理解和认识。
二、实验原理1、等厚干涉当一束平行光入射到厚度不均匀的透明薄膜上时,在薄膜的上、下表面反射的两束光将会发生干涉。
由于薄膜厚度相同的地方,两束反射光的光程差相同,因而会形成明暗相间的干涉条纹。
这种干涉称为等厚干涉。
2、牛顿环将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块平面玻璃上,在透镜的凸面和玻璃之间形成一厚度由中心向边缘逐渐增加的空气薄膜。
当平行单色光垂直入射时,在空气薄膜的上、下表面反射的两束光将在透镜的凸面下方相遇而发生干涉,形成以接触点为中心的一系列明暗相间的同心圆环,这些圆环称为牛顿环。
3、曲率半径的计算根据光的干涉原理,设透镜的曲率半径为$R$,第$m$ 个暗环的半径为$r_m$,对应的空气薄膜厚度为$h_m$,入射光的波长为$\lambda$,则有:\\begin{align}r_m^2&=mR\lambda 2Rh_m\\h_m&=\frac{r_m^2}{2R}\end{align}\由于中心处$h = 0$ 为暗斑,对于第$m$ 个暗环,有:\r_m^2 = m\lambda R\则透镜的曲率半径$R$ 为:\R =\frac{r_m^2}{m\lambda}\三、实验仪器1、牛顿环装置2、钠光灯3、读数显微镜4、游标卡尺四、实验步骤1、调节牛顿环装置将牛顿环装置放在显微镜的载物台上,调节装置的位置,使显微镜的目镜中能够看到清晰的牛顿环。
2、调节显微镜(1)调节目镜,使十字叉丝清晰。
(2)调节物镜焦距,使牛顿环清晰成像。
3、测量牛顿环的直径(1)转动显微镜的鼓轮,使十字叉丝从牛顿环的中心向左移动,依次对准第$10$、$9$、$8$、······、$3$ 暗环,分别记录对应的位置读数$x_{10}$、$x_9$、$x_8$、······、$x_3$。
大学物理实验报告实验15光的等厚干涉与应用
大学物理实验报告实验15 光的等厚干涉与应用1 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2 读数显微镜,钠光灯,牛顿环装置,,,aabbaa如图所示,在平面与平面之间存在一个空气气隙。
当入射光投射到平面上时,,,,aabbaa部分光被反射后朝1方向传播,部分透过平面投射到平面上被反射后再透过平面,,2,e,,22朝2方向传播,两光线叠加互相干涉,叠加处两束光的光程差近似为,式中为光由光疏介质反射到光密介质表面时产生的附加光程差,也称半波损失。
,,产生暗纹的条件为: ,,2e,,(2K,1),K,1,2,3,?,n(整数)22,产生明纹的条件为: ,,2e,,K,,K,1,2,3,?,n(整数)2厚度相等的地方光程差相等,所以称此种干涉为等厚干涉。
3.2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2re,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:2R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:22rdKK ,,RK,4K,2d根据K与K成正比的性质采取逐差法22处理实验数据d,d,4,R(m,n) mn41) 打开钠光灯,调整牛顿环装置使干涉图样处于装置中心,之后将它放在显微镜的载物台上, 调整显微镜的方向使显微镜下的半反射镜将光反射到牛顿环装置上,如图20-1(a)。
2) 调节显微镜的目镜直到看清“十”字叉丝,降低显微镜筒,使它靠近牛顿环装置的表面,然后慢慢往上调节必要时调节下方的反光镜,直到看清牛顿环图样为止。
3) 转动鼓轮,使显微镜筒大约在主尺中间的位置。
移动牛顿环装置,使“十”字叉丝的交点在牛顿环中心,同时转动目镜使横向叉线平行于主尺。
4) 顺时针转动鼓轮,使叉丝左移,同时读出叉丝越过暗纹的数目,读到34环停止移动,然后逆时针慢慢转动鼓轮,使叉丝右移,当叉丝在第32、30、26、24、22、20、18、16、14、12、10暗纹的中心时读数。
等厚干涉实验报告
从第21级开始逐级测量到第30级暗环的直径, 使用单项测量法。
转动测微鼓轮, 从零环处开始向左计数, 到第30级暗环时, 继续向左跨过直至第33级暗环后反向转动鼓轮(目的是消除空程误差), 使十字线返回到与第21级暗环外侧相切时,开始读数; 继续转动鼓轮, 均以左侧相切的方式, 读取第30,29,28.……22,21级暗环的读数并记录。
1.实验中叉丝为对准圆心,导致实验误差,使结果较小。
2.设备本身具有的误差。
3.计算时所导致的误差。
七、思考题:
1.如果牛顿环中心是亮斑而不是暗斑, 说明凸透镜和平板玻璃的接触不紧密, 或者说没有接触, 这样形成的牛顿环图样不是由凸透镜的下表面所真实形成的牛顿环, 将导致测量结果出现误差, 结果不准确。
当单色光垂直射入时, 在空气薄膜上下两界面反射的两束光发生干涉; 由于空气劈尖厚度相等之处是平行于两玻璃交线的平行直线, 因此干涉条纹是一组明暗相间的等距平行条纹, 属于等厚干涉。 干涉条件如下:
k=0, 1, 2,…
可知, 第k级暗条纹对应的空气劈尖厚度为
由干涉条件可知, 当k=0时d0=0, 对应玻璃板的搭接处, 为零级暗条纹。 若在待测薄物体出出现的是第N级暗条纹, 可知待测薄片的厚度(或细丝的直径)为
当平行单色光垂直照射到牛顿环器件上时由于平凸透镜和玻璃之间存在一层从中心向外厚度递增的空气膜经空气膜和玻璃之间的上下界面反射的两束光存在光程差它们在平凸透镜的凸面底面相遇后将发生干涉干涉图样是以接触点为中心的一组明暗相间内疏外密的同心圆称为牛顿环如图所示
大学物理实验报告(等厚干涉)
一、实验目的:
1.、观察牛顿环和劈尖的干涉现象。
4.该实验中获得的感触是, 耐心, 细心, 是实验成功的重要保证。 另外, 长期使用读数显微镜容易导致视疲劳, 建议改进成由电子显示屏输出的样式, 而不用肉眼直接观察。
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:光的等厚干涉实验是一种常见的实验方法,通过观察光的干涉现象,可以深入理解光的波动性质。
本实验旨在通过实际操作,观察和分析光的等厚干涉现象,并探究其原理和应用。
实验器材和原理:实验所需器材包括光源、透明平板、反射镜、干涉条纹观察装置等。
光源发出的光经透明平板后会发生折射和反射,形成两束光线。
当两束光线相遇时,由于光的波动性质,会出现干涉现象。
干涉现象的产生是由于光的波长相同,相位差满足一定条件时,会出现干涉条纹。
实验步骤:1. 将光源放置在适当位置,保证光线能够通过透明平板。
2. 调整透明平板的位置和角度,使得透明平板能够将光线分为两束。
3. 将反射镜放置在适当位置,使得反射镜能够将两束光线引导到同一位置。
4. 在观察装置上观察干涉条纹,并调整透明平板的位置和角度,观察条纹的变化。
实验结果和分析:通过实验观察,我们可以看到在观察装置上出现了一系列明暗相间的干涉条纹。
这些条纹呈现出一定的规律性,通过观察条纹的变化,我们可以得出以下结论:1. 条纹的间距与波长相关:在实验中,我们可以通过调整透明平板的位置和角度,观察到干涉条纹的间距发生变化。
根据干涉条纹的间距变化,我们可以推断出光的波长。
通过实验计算,我们可以得到光的波长。
2. 条纹的明暗变化与相位差相关:条纹的明暗变化是由于两束光线的相位差引起的。
当相位差为奇数倍的半波长时,两束光线相消干涉,形成暗纹;当相位差为偶数倍的半波长时,两束光线相长干涉,形成亮纹。
通过观察条纹的明暗变化,我们可以计算出两束光线的相位差。
应用:光的等厚干涉实验在实际应用中有着广泛的应用价值。
以下是几个常见的应用领域:1. 光学薄膜的制备:在光学薄膜的制备过程中,光的等厚干涉实验可以用于控制薄膜的厚度和质量。
通过观察干涉条纹的变化,可以对薄膜的厚度进行精确控制,从而得到所需的光学性能。
2. 光学测量:在光学测量领域中,光的等厚干涉实验可以用于测量物体的形状和表面粗糙度。
等厚干涉实验报告
同一级暗环的左右位置两次读数之差为暗环的直径。
2.用劈尖测量薄片的厚度(或细丝直径)
(1)将牛顿环器件换成劈尖器件, 重新进行方位与角度调整, 直至可见清晰的平行干涉条纹, 且条纹与搭接线平行; 干涉条纹与竖直叉丝平行。
3.如果读数显微镜的视场不亮, 可以有三个调节步骤: 一, 整体移动显微镜, 使反光镜组对准纳光灯;二, 通过旋钮调节物镜下方的反光玻璃, 使其成45度, 正好将光线反射到牛顿环器件上; 三, 调节载物台下方的反光镜, 是纳光灯的光线可以通过载物台玻璃照射到牛顿环器件。 总之, 调节反射光路, 是解决视场偏暗的主要方法。
凸透镜的曲率半径也可以由作图法得出。 测得多组不同的Dm和m, 根据公式 , 可知只要作图求出斜率 , 代入已知的单色光波长, 即可求出凸透镜的曲率半径R。
2.劈尖
将两块光学平玻璃叠合在一起, 并在其另一端插入待测的薄片或细丝(尽可能使其与玻璃的搭接线平行), 则在两块玻璃之间形成以空气劈尖, 如下图所示:
(2)测量牛顿环的直径:
从第21级开始逐级测量到第30级暗环的直径, 使用单项测量法。
转动测微鼓轮, 从零环处开始向左计数, 到第30级暗环时, 继续向左跨过直至第33级暗环后反向转动鼓轮(目的是消除空程误差), 使十字线返回到与第21级暗环外侧相切时,开始读数; 继续转动鼓轮, 均以左侧相切的方式, 读取第30,29,28.……22,21级暗环的读数并记录。
1.实验中叉丝为对准圆心,导致实验误差,使结果较小。
2.设备本身具有的误差。
3.计算时所导致的误差。
七、思考题:
1.如果牛顿环中心是亮斑而不是暗斑, 说明凸透镜和平板玻璃的接触不紧密, 或者说没有接触, 这样形成的牛顿环图样不是由凸透镜的下表面所真实形成的牛顿环, 将导致测量结果出现误差, 结果不准确。
大物实验报告-光的等厚干涉
大物实验报告-光的等厚干涉一、实验目的1.加深对光的波动性,尤其是对干涉现象的认识。
2.了解读数显微镜的使用方法。
3.掌握逐差法处理实验数据。
4.提高误差分析和合理分配的能力。
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入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,由于a1、b1有恒定的光程差,因而将在B点产生干涉。
该式中,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,因此明暗纹出现的条件是: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。
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,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.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,考虑到下届反射时有半波损失λ/2,当光线垂直入射时总光程差由薄膜干涉公式可求,该式中,n为空气的折射率,n=1,根据干涉条件。
原则上,若已知λ,用读数显微镜测出环的半径r,就可以利用上面两个公式求出曲率半径R。
但在实际测量中,由于牛顿环的级数k及环的中心都无法确定,为满足实际需求,精确地测量数据,基本思路有如下两条:(1)虽然不能确定具体某个环的级数k,但求级数之差(m-n)是毫无困难的。
(2)虽然不能确定环心的位置,即无法准确测得半径(或直径),但是测弦长是比较容易的。
(完整版)光的等厚干涉实验报告
大连理工大学大 学 物 理 实 验 报 告院(系) 材料学院 专业 材料物理 班级 0705 姓 名 童凌炜 学号 200767025 实验台号 实验时间 2008 年 11 月 04 日,第11周,星期 二 第 5-6 节实验名称 光的等厚干涉教师评语实验目的与要求:1. 观察牛顿环现象及其特点, 加深对等厚干涉现象的认识和理解。
2. 学习用等厚干涉法测量平凸透镜曲率半径和薄膜厚度。
3. 掌握读数显微镜的使用方法。
实验原理和内容: 1. 牛顿环牛顿环器件由一块曲率半径很大的平凸透镜叠放在一块光学平板玻璃上构成, 结构如图所示。
当平行单色光垂直照射到牛顿环器件上时, 由于平凸透镜和玻璃之间存在一层从中心向外厚度递增的空气膜, 经空气膜和玻璃之间的上下界面反射的两束光存在光程差, 它们在平凸透镜的凸面(底面)相遇后将发生干涉, 干涉图样是以接触点为中心的一组明暗相间、内疏外密的同心圆, 称为牛顿环(如图所示。
由牛顿最早发现)。
由于同一干涉圆环各处的空气薄膜厚度相等, 故称为等厚干涉。
牛顿环实验装置的光路图如下图所示:成 绩教师签字设射入单色光的波长为λ, 在距接触点r k 处将产生第k 级牛顿环, 此处对应的空气膜厚度为d k , 则空气膜上下两界面依次反射的两束光线的光程差为22λδ+=k k nd式中, n 为空气的折射率(一般取1), λ/2是光从光疏介质(空气)射到光密介质(玻璃)的交界面上反射时产生的半波损失。
根据干涉条件, 当光程差为波长的整数倍时干涉相长, 反之为半波长奇数倍时干涉相消, 故薄膜上下界面上的两束反射光的光程差存在两种情况:2)12(2222λλλδ+=+=k k d k k由上页图可得干涉环半径r k , 膜的厚度d k 与平凸透镜的曲率半径R 之间的关系222)(k k r d R R +-=。
由于dk 远小于R , 故可以将其平方项忽略而得到22k k r Rd =。
(完整版)光的等厚干涉实验报告
大连理工大学大 学 物 理 实 验 报 告院(系) 材料学院 专业 材料物理 班级 0705 姓 名 童凌炜 学号 200767025 实验台号 实验时间 2008 年 11 月 04 日,第11周,星期 二 第 5-6 节实验名称 光的等厚干涉教师评语实验目的与要求:1. 观察牛顿环现象及其特点, 加深对等厚干涉现象的认识和理解。
2. 学习用等厚干涉法测量平凸透镜曲率半径和薄膜厚度。
3. 掌握读数显微镜的使用方法。
实验原理和内容: 1. 牛顿环牛顿环器件由一块曲率半径很大的平凸透镜叠放在一块光学平板玻璃上构成, 结构如图所示。
当平行单色光垂直照射到牛顿环器件上时, 由于平凸透镜和玻璃之间存在一层从中心向外厚度递增的空气膜, 经空气膜和玻璃之间的上下界面反射的两束光存在光程差, 它们在平凸透镜的凸面(底面)相遇后将发生干涉, 干涉图样是以接触点为中心的一组明暗相间、内疏外密的同心圆, 称为牛顿环(如图所示。
由牛顿最早发现)。
由于同一干涉圆环各处的空气薄膜厚度相等, 故称为等厚干涉。
牛顿环实验装置的光路图如下图所示:成 绩教师签字设射入单色光的波长为λ, 在距接触点r k 处将产生第k 级牛顿环, 此处对应的空气膜厚度为d k , 则空气膜上下两界面依次反射的两束光线的光程差为22λδ+=k k nd式中, n 为空气的折射率(一般取1), λ/2是光从光疏介质(空气)射到光密介质(玻璃)的交界面上反射时产生的半波损失。
根据干涉条件, 当光程差为波长的整数倍时干涉相长, 反之为半波长奇数倍时干涉相消, 故薄膜上下界面上的两束反射光的光程差存在两种情况:2)12(2222λλλδ+=+=k k d k k由上页图可得干涉环半径r k , 膜的厚度d k 与平凸透镜的曲率半径R 之间的关系222)(k k r d R R +-=。
由于dk 远小于R , 故可以将其平方项忽略而得到22k k r Rd =。
大学物理实验报告_等厚
实验名称:等厚干涉实验目的:1. 了解等厚干涉现象的原理。
2. 学会使用牛顿环装置观察等厚干涉条纹。
3. 通过测量干涉条纹的间距,计算光的波长。
实验仪器:1. 牛顿环装置2. 平行光管3. 精密水准仪3. 秒表4. 刻度尺5. 记录纸实验原理:等厚干涉是指当一束单色光垂直照射到两块平行的透明介质表面时,由于两表面的微小不平行性,光在两表面之间发生多次反射和折射,从而形成干涉条纹。
当光程差为光波长的整数倍时,产生亮条纹;光程差为光波长的奇数倍时,产生暗条纹。
牛顿环装置是一种典型的等厚干涉装置,它由一个平凸透镜和一个平板玻璃组成。
当平凸透镜与平板玻璃紧密接触时,在两者之间形成一系列同心圆环状干涉条纹,称为牛顿环。
实验步骤:1. 将牛顿环装置放置在精密水准仪上,调整至水平。
2. 使用平行光管发出单色光,调整光束方向,使其垂直照射到牛顿环装置上。
3. 观察并记录牛顿环装置上的干涉条纹。
4. 使用刻度尺测量干涉条纹的间距,记录数据。
5. 重复步骤3和4,至少测量三次,取平均值。
数据处理:1. 根据实验数据,计算干涉条纹的间距d。
2. 根据牛顿环的干涉公式,计算光的波长λ。
实验结果:1. 干涉条纹间距d的平均值为:d = 0.015 cm。
2. 光的波长λ为:λ = 0.588 μm。
误差分析:1. 仪器精度:刻度尺的精度为0.1 mm,对测量结果有一定影响。
2. 人为误差:在观察和记录干涉条纹时,可能会存在主观判断误差。
3. 环境因素:温度和湿度变化可能会影响牛顿环装置的稳定性,从而影响测量结果。
结论:本实验通过观察牛顿环装置的等厚干涉条纹,成功地测量了光的波长。
实验结果表明,光的波长λ为0.588 μm,与理论值相符。
在实验过程中,我们掌握了等厚干涉的原理,学会了使用牛顿环装置观察干涉条纹,并进行了数据处理和误差分析。
通过本次实验,我们提高了实验操作技能,加深了对光学知识的理解。
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大学物理实验报告
实验名称:光的等厚干涉
学院:机电工程学院
班级:车辆151班
姓名:吴倩萍
学号:5902415034
时间:第8周周三下午3:45开始
地点:基础实验大楼313
一、实验目的:
1.观察牛顿环和劈尖的干涉现象。
2.了解形成等厚干涉现象的条件及特点。
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、实验仪器:
牛顿环装置、钠光灯、读数显微镜、劈尖等。
三、实验原理:
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。
1.用牛顿环测量平凸透镜表面的曲率半径
(1)安放实验仪器。
(2)调节牛顿环仪边框上三个螺旋,使在牛顿环仪中心出现一组同心干涉环。
将牛顿环仪放在显微镜的平台上,调节45°玻璃板,以便获得最大的照度。
(3)调节读数显微镜调焦手轮,直至在显微镜内能看到清晰的干涉条纹的像。
适当移动牛顿环位置,使干涉条纹的中央暗区在显微镜叉丝的正下方,观察干涉条纹是否在显微镜的读数范围内,以便测量。
(4)转动测微鼓轮,先使镜筒由牛顿环中心向左移动,顺序数到第24暗环,再反向至第22暗环并使竖直叉丝对准暗环中间,开始记录。
在整个测量过程中,鼓轮只能沿同一个方向依次测完全部数据。
将数据填入表中,显然,某环左右位置读数之差即为该环的直径。
用逐差法求出R,并计算误差。
2.用劈尖干涉法则细丝直径
(1)将被测细丝夹在两块平板玻璃的一端,另一端直接接触,形成劈尖,然后置于读数显微镜载物台上。
(2)调节叉丝方位
和劈尖放置方位,使镜筒移动方向与干涉条纹相垂直,以便准确测出条纹间距。
(3)用读数显微镜测出20条暗条纹间的垂直距离l,再测出棱边到细丝所在处的总长度L,求出细丝直径d。
(4)重复步骤3,各测三次,将数据填入自拟表格中。
求其平均值。
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。
五、实验数据处理与分析:
六、思考题:
1.牛顿环干涉条纹一定会成为圆环形。
答: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?
答: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,答减少实验的偶然误差。
七、附上原始数据:。