大学物理实验——光的等厚干涉现象与应用
光的干涉和应用实验报告
教案光的等厚干涉与应用
一目的
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
二仪器
读数显微镜，钠光灯，牛顿环装置
三原理
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：
(a)
(b)
图20—1
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：
根据与K成正比的性质采取逐差法处理实验数据
四教学内容和步骤
1、牛顿环装置的调整，相应的提出问题，怎样将干涉图样调到装置的中心？
2、显微镜的调节，焦距怎么调？叉丝怎样调节？干涉图样不清晰怎么办？反光镜怎么用？刻度尺怎么读？
3、读数方法，要防止螺距差。
读完一组之后要把牛顿环转90度再重新读一组。
4、用逐差法处理数据，忽略仪器误差。
五注意事项
1、仪器轻拿轻放，避免碰撞。
2、镜头不可用手触摸，有灰尘时用擦镜纸轻轻拂去不能用力擦拭。
调焦及调鼓轮时不可超出可调范围。
为防止产生螺距误差，测量过程中鼓轮只能往一个方向转动，不许中途回倒鼓轮。
六主要考核内容
1、预习报告内容是否完整，原理图、公式、表格等是否无误。
2、看是否将干涉图样调出来，数据是否有误等。
七参考数据。
等厚干涉的应用的实验原理
等厚干涉的应用的实验原理1. 简介等厚干涉是一种基于光的干涉现象的实验方法，可以用来研究光的波动性质以及材料的光学性质。
本文将介绍等厚干涉的实验原理及其应用。
2. 等厚干涉的实验原理2.1 干涉现象的基本原理干涉是指两个或多个波源产生的波相互叠加形成干涉图样的现象。
当两个波源的波峰或波谷同时到达同一点时，会出现干涉增强的现象，而当两个波源的波峰和波谷错开时，会出现干涉消失的现象。
2.2 光的等厚干涉光的等厚干涉是一种在光通过厚度不均匀的介质时产生的干涉现象。
当光通过介质时，如果介质的厚度不均匀，会导致光程差的变化，从而引起干涉图样的变化。
2.3 等厚干涉的实验原理等厚干涉实验基于光的折射定律和干涉现象的基本原理。
实验中需要使用一块厚度不均匀的透明材料作为样品，以及一束单色光源。
光通过样品时，由于材料的厚度不均匀，会导致光程差的变化，从而产生干涉图样。
在等厚干涉实验中，我们可以使用干涉条纹的间距来推测材料的厚度差异。
当干涉条纹间距变大时，表示材料厚度变厚；反之，当干涉条纹间距变小时，表示材料厚度变薄。
3. 等厚干涉的应用3.1 材料表面质量检测等厚干涉可以用于检测材料表面的平整度和质量。
通过观察干涉条纹的变化，可以分析材料表面的高低差异，从而评估材料的质量。
3.2 材料厚度测量等厚干涉也可以用于测量透明材料或薄膜的厚度。
通过测量干涉条纹的间距，可以精确地计算出材料的厚度。
这对于研究材料的光学性质和制备薄膜具有重要意义。
3.3 光学元件设计与优化等厚干涉可以用于设计和优化光学元件，如透镜、棱镜等。
通过观察干涉条纹的变化，可以调整材料的厚度和形状，以实现预期的光学效果。
3.4 光学显微镜的改进等厚干涉可以应用于光学显微镜的改进。
传统的光学显微镜对透明样品的观察受到了材料的不均匀厚度的影响，而使用等厚干涉技术可以消除这种影响，提高观测的清晰度和准确性。
4. 总结等厚干涉是一种基于光的干涉现象的实验方法，可以用来研究光的波动性质和材料的光学性质。
等厚干涉原理与应用实验报告doc
等厚干涉原理与应用实验报告篇一：等厚干涉实验—牛顿环和劈尖干涉等厚干涉实验—牛顿环和劈尖干涉要观察到光的干涉图象，如何获得相干光就成了重要的问题，利用普通光源获得相干光的方法是把由光源上同一点发的光设法分成两部分，然后再使这两部分叠如起来。
由于这两部分光的相应部分实际上都来自同一发光原子的同一次发光，所以它们将满足相干条件而成为相干光。
获得相干光方法有两种。
一种叫分波阵面法，另一种叫分振幅法。
1．实验目的（1）通过对等厚干涉图象观察和测量，加深对光的波动性的认识。
（2）掌握读数显微镜的基本调节和测量操作。
（3）掌握用牛顿环法测量透镜的曲率半径和用劈尖干涉法测量玻璃丝微小直径的实验方法（4）学习用图解法和逐差法处理数据。
2．实验仪器读数显微镜，牛顿环，钠光灯3．实验原理我们所讨论的等厚干涉就属于分振幅干涉现象。
分振幅干涉就是利用透明薄膜上下表面对入射光的反射、折射，将入射能量(也可说振幅)分成若干部分，然后相遇而产生干涉。
分振幅干涉分两类称等厚干涉，一类称等倾干涉。
用一束单色平行光照射透明薄膜，薄膜上表面反射光与下表面反射光来自于同一入射Rre(a)(b)图9-1 牛顿环装置和干涉图样光，满足相干条件。
当入射光入射角不变，薄膜厚度不同发生变化，那么不同厚度处可满足不同的干涉明暗条件，出现干涉明暗条纹，相同厚度处一定满足同样的干涉条件，因此同一干涉条纹下对应同样的薄膜厚度。
这种干涉称为等厚干涉，相应干涉条纹称为等厚干涉条纹。
等厚干涉现象在光学加工中有着广泛应用，牛顿环和劈尖干涉就属于等厚干涉。
下面分别讨论其原理及应用：（1）用牛顿环法测定透镜球面的曲率半径牛顿环装置是由一块曲率半径较大的平凸玻璃透镜和一块光学平玻璃片(又称“平晶”)相接触而组成的。
相互接触的透镜凸面与平玻璃片平面之间的空气间隙，构成一个空气薄膜间隙，空气膜的厚度从中心接触点到边缘逐渐增加。
如图9-1（a）所示。
当单色光垂直地照射于牛顿环装置时(如图9-1)，如果从反射光的方向观察，就可以看到透镜与平板玻璃接触处有一个暗点，周围环绕着一簇同心的明暗相间的内疏外密圆环，这些圆环就叫做牛顿环，如图9-1（b）所示．在平凸透镜和平板玻璃之间有一层很薄的空气层，通过透镜的单色光一部分在透镜和空气层的交界面上反射，一部分通过空气层在平板玻璃上表面上反射，这两部分反射光符合相干条件，它们在平面透镜的凸面上相遇时就会产生干涉现象。
实验11 光的等厚干涉现象与应用
由此式可以看出，半径Ｒ与附加厚度无关，且有以下特点：
（1）Ｒ与环数差ｍ－ｎ有关。
（2）对于（）由几何关系可以证明，两同心圆直径平方差等于对应弦的平方差。因此，测量时无须确定环心位置，只要测出同心暗环对应的弦长即可。
本实验中，入射光波长已知（λ＝589.3 nm），只要测出（），就可求的透镜的曲率半径。
（明纹）
式中m为干涉条纹的级数，rm为第m级暗纹的半径，rm′为第m级亮纹的半径。
以上两式表明，当已知时，只要测出第m级亮环（或暗环）的半径，就可计算出透镜的曲率半径R；相反，当R已知时，即可算出。
观察牛顿环时将会发现，牛顿环中心不是一点，而是一个不甚清晰的暗或亮的圆斑。其原因是透镜和平玻璃板接触时，由于接触压力引起形变，使接触处为一圆面；又镜面上可能有微小灰尘等存在，从而引起附加的程差。这都会给测量带来较大的系统误差。
（２）测量牛顿环的直径
转动测微鼓轮使载物台移动，使主尺读数准线居主尺中央。旋转读数显微镜控制丝杆的螺旋，使叉丝的交点由暗斑中心向右移动，同时数出移过去的暗环环数（中心圆斑环序为0），当数到21环时，再反方向转动鼓轮（注意：使用读数显微镜时，为了避免引起螺距差，移测时必须向同一方向旋转，中途不可倒退，至于自右向左，还是自左向右测量都可以）。使竖直叉丝依次对准牛顿环右半部各条暗环，分别记下相应要测暗环的位置：X20、X19、X18、直到X10（下标为暗环环序）。当竖直叉丝移到环心另一侧后，继续测出左半部相应暗环的位置读数：由、直到。
四、实验内容
１．用牛顿环测量透镜的曲率半径 图11-4为牛顿环实验装置来自 （１）调节读数显微镜
先调节目镜到清楚地看到叉丝且分别与X、Y轴大致平行，然后将目镜固定紧。调节显微镜的镜筒使其下降（注意，应该从显微镜外面看，而不是从目镜中看）靠近牛顿环时，再自下而上缓慢地再上升，直到看清楚干涉条纹，且与叉丝无视差。
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。
大学物理实验实验十六等厚干涉及应用
或薄纸片的厚度 d 为：
d=Nλ 2
（11）
由于 N 数目很大，为了简便，可先测出单位长度的暗条纹数 N0 ，再测出两玻璃板 交线处至金属丝或薄纸片的距离 L ，则
N = N0L
即得
d
=
N0L
λ 2
（12）
由（12）式可知，如果已知入射光波长 λ ，并测出 N0 和 L ，则可求出细金属丝直径或
薄片厚度。
图 1 牛顿环的干涉原理及干涉条纹
156
因此产生两束具有一定光程差的相干光，当它们相遇后就产生干涉现象。由于空气膜厚
度相等处是以接触点为圆心的同心圆，即以接触点为圆心的同一圆周上各点的光程差相
等，故干涉条纹是一系列以接触点为圆心的明暗相间的同心圆，如图 1（b）所示。这种 干涉现象最早为牛顿所发现，故称为牛顿环。
六、注意事项
1.使用读数显微镜时，为避免引进螺距差，移测时必须向同一方向旋转，中途不可 倒退。
2.调节牛顿环厚度时，螺旋不可旋得过紧，以免接触压力过大引起透镜弹性形变。 3.实验完毕应将牛顿环仪上的三个螺旋松开，以免牛顿环变形。 4.在测量劈尖干涉条纹的间距L0时，纵丝每次应与明、暗条纹的交界线重合；测量
射光形成的条纹有何不同？
2．实验中为什么要测牛顿环直径，而不测其半径？ 3．在使用读数显微镜时，怎样判断是否消除了视差？使用时最主要的注意事项是 什么？ 4．实验中如果用凹透镜代替凸透镜，所得数据有何异同？ 5．如何用劈尖干涉检验光学平面的表面质量？
160
δ
=
2hk
+
λ 2
=
⎧ ⎪ ⎨ ⎪⎩(2k
kλ + 1) λ
2
k = 1, 2,3,L（明纹） k = 0,1, 2, 3,L（暗纹） (9)
等厚干涉的实验报告
等厚干涉的实验报告等厚干涉的实验报告引言：等厚干涉是一种重要的光学现象，它在科学研究和工程应用中具有广泛的应用。
本实验旨在通过等厚干涉的实验，探究光的干涉现象及其原理，并通过实验结果分析验证等厚干涉的特性。
实验原理：等厚干涉是指当光线经过介质界面时，由于介质的厚度不同，光线在介质中传播的速度也不同，从而形成干涉现象。
在等厚干涉中，光线经过两个平行的透明介质界面时，当两个界面之间的厚度差为波长的整数倍时，光线会发生相干干涉。
实验装置：本实验采用了一束单色光源、两块平行透明玻璃板以及一个光学平台。
实验中，我们通过调节两块平行玻璃板之间的距离，观察干涉条纹的变化。
实验步骤：1. 将两块平行玻璃板放置在光学平台上，保证它们之间的距离相等。
2. 打开单色光源，调节其位置和方向，使光线垂直射入两块平行玻璃板之间。
3. 通过调节光学平台上的螺旋调节器，改变两块平行玻璃板之间的距离。
4. 观察光线透过玻璃板后的干涉现象，记录下观察到的干涉条纹的变化。
实验结果：在实验过程中，我们观察到了明暗相间的干涉条纹。
随着两块平行玻璃板之间的距离变化，干涉条纹的间距也发生了变化。
当两块玻璃板之间的距离为波长的整数倍时，干涉条纹最为明显。
而当两块玻璃板之间的距离为波长的奇数倍时，干涉条纹则几乎消失。
讨论与分析：根据实验结果，我们可以得出结论：等厚干涉是由于光线在介质中传播速度不同而产生的干涉现象。
当两块平行玻璃板之间的距离为波长的整数倍时，光线经过两块玻璃板后会发生相位差，从而形成明暗相间的干涉条纹。
而当两块玻璃板之间的距离为波长的奇数倍时，相位差几乎为零，干涉条纹几乎消失。
等厚干涉现象在实际应用中具有重要意义。
例如，在光学薄膜的制备过程中，通过控制薄膜的厚度，可以实现特定波长的光的反射和透射，从而实现光的滤波和分光。
此外，等厚干涉还可以用于光学测量中，例如测量薄膜的厚度、折射率等。
结论：通过本实验，我们深入了解了等厚干涉的原理和特性。
实验22光的等厚干涉现象及其应用
光的等厚干涉现象及其应用
若将来自同一光源的光分成两束，这两束光经过不同的路径传播后再相遇，一般就会 产生干涉现象——明暗条纹。光的干涉现象证实了光的波动性，光的干涉在科研、生产和 生活中有着广泛的应用，如用来检查光学元件表面的光洁度和平整度；用来测量透镜的曲 率半径和光波波长；用来测量微小厚度和微小角度等等。通过本实验可以深刻地理解等厚 干涉现象及其应用。
·198·
如果 AOB 表面与 CD 面在 O 点紧密接触，在 O 点 d＝0（ ∆ = λ / 2 ） ，牛顿环的中心 是一暗斑。如果在 O 点不是紧密接触，则 d ≠ 0 ，牛顿环的中心就不一定是暗斑，也可能 是一亮斑。 由图 3-22-3 可知，直角三角形 PEQ 和 EOQ 是相似的。如果 E 点正好位于半径为 rm 的 圆环上，则
（3-22-6）
式中，m 表示暗环的级数。如果已知单色光的波长为 λ ，同时测出 m 级暗环半径 rm ，就可 以算出平凸透镜的曲率半径 R； 反之， 如果已知 R， 测量 m 后， 就可以算出单色光的波长 λ 。 实际上，平凸透镜的凸面和平晶（光学平板玻璃）的接触处往往由于灰尘或压力引起 的附加光程差，使得牛顿环的级数 m 和环的中心无法确定，因此不能用式（3-22-6）来测 定 R。 为消除灰尘或压力引起的附加光程差带来的系统误差， 经过简单推算， 将式 （3-22-6） 变为如下形式
（3-22-2）
时产生暗条纹；
图 3-22-1 等厚干涉光路图
当光程差
∆ = 2d +
λ
2
= 2k
λ
2
(k = 0,1,2,.!)
（3-22-3）
1λ d = k − 2 2
时产生亮条纹。因此，在空气薄膜厚度相同处产生同一级的干涉条纹，如图 3-22-2 所示。 图 3-22-2 （a） 表示上下两个表面的平整性很好， 因而产生规则的干涉直条纹； 图 3-22-2 （b） 表示两个表面的平整度很差，因而产生很不规则的干涉花样。这些都叫等厚干涉条纹。
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。
等厚干涉原理及应用实验
等厚干涉原理及应用实验干涉是光学中的重要现象，根据等厚干涉原理，当平行光束通过一个明线与暗线交替的干涉条纹板时，由于光线在两个不同介质中传播时产生相位差，会形成干涉条纹。
等厚干涉原理也可以应用于其他介质的干涉实验。
在等厚干涉实验中，我们可以使用一块透明的平板作为干涉条纹板，如玻璃、水、油等。
当平行入射光线照射到物体上时，一部分光线会直接透过物体，另一部分光线会发生反射。
当透射光线再次到达观察屏幕时，会与原始光线发生干涉，形成干涉条纹。
等厚干涉实验可以通过调整光源、调整入射角度等方法来观察和调控干涉条纹的变化。
我们可以用干涉条纹的形状、间距等参数来分析介质的性质和光的不同特性。
在实际应用中，等厚干涉原理可以用于测量物体的厚度、密度和表面形貌。
比如，在透明平板的干涉实验中，当我们观察到干涉条纹的变化时，可以通过测量干涉条纹的间距来计算出介质的厚度。
这种方法在材料科学、地质勘探等领域有重要的应用。
另外，等厚干涉原理也可以用于制作干涉滤波器。
通过控制干涉光的相位差，我们可以选择性地通过或反射特定波长的光线，从而制作出具有特定波长的干涉滤波器。
这种滤波器在光学仪器中广泛应用，例如光谱仪、激光器等。
此外，等厚干涉原理还可以用于制作光学元件，如透镜、光栅等。
通过在光学元件的表面上制造出特定的等厚条纹，可以改变入射光线的相位和干涉条件，从而实现光的调制和控制。
这种方法在光学器件制造和应用中具有重要意义。
总结起来，等厚干涉原理与应用实验在光学领域具有广泛的应用价值。
通过观察和分析干涉条纹的变化，我们可以获得有关介质性质、光线特性等方面的重要信息。
这些信息对于材料科学、仪器制造和光学应用等领域都具有重要意义。
因此，等厚干涉原理及应用实验是光学研究和实践中的重要内容之一。
光等厚干涉实验报告
光等厚干涉实验报告一、实验目的通过光等厚干涉实验观察干涉现象，并掌握使用光程差调节器进行干涉实验的方法。
二、实验原理1. 光程差在光线沿着不同的路径通过介质时，由于介质折射率不同，所以光线经过的路程也不同，这种差异就称为光程差。
若两束光线以一定角度斜入到同一介质内，它们的路程差Δl就可表示为Δl=2dcosθ，其中d为两条光线的间距。
2. 相位差当两波通过一个点时，由于它们可能是不同的路径到达这个点，所以它们压缩和扩张的时间不同，这样就导致它们之间的相位差。
如果ΔΦ表示两个波之间的相位差，则可以表示为：ΔΦ =2πΔl/λ其中λ指波长。
3. 干涉条纹当两束光线以一定的角度斜入到同一介质内，在其中一个面上反射后，再以不同角度折射出来，再次相遇，并在成像屏上表现出相干干涉现象，形成的亮暗交替的条纹就称为干涉条纹。
4. 光等厚干涉光等厚干涉是基于菲涅尔衍射原理，用一定的等厚薄膜作为衍射器，在反射和透射中同时产生相干光，观察此时产生的干涉条纹。
当两束光线在薄膜内反射和折射后再次相遇时，由于其经过的路程差与波长相等，相遇处得到的光线是相干的，从而发生干涉现象。
当薄膜的厚度一定，薄膜的表面形状不同或在射入薄膜之前或之后，可以观察到不同的干涉条纹。
三、实验仪器光源、反射镜、样品支架、分束镜、透明样品、菲涅尔望远镜。
四、实验步骤1. 首先开启光源，将分束镜和一面反射镜置于支架上，调节反射镜的位置，使分束镜和反射镜的光路重合。
将反射镜上已安装的厚度为薄的十字线样品固定在样品支架上，确保它平行于反射面。
2. 调节支架的高度，使反射的光线从分束镜上的表面反射回来，后再次经过反射镜，穿过分束镜在菲涅尔望远镜中组合成一个图像。
3. 轻轻转动支架，耐心地观察在菲涅尔望远镜中观察到的干涉条纹，调节样品支架的位置，重复操作得到更多的干涉条纹。
同时，注意到干涉条纹的明暗和条纹的宽度和间隔都与样品的厚度和材料性质有关。
4. 重复以上操作，同样大小和形状的样品不同，观察干涉条纹的变化。
实验3.19_等厚干涉的应用
实验3.19_等厚干涉的应用
等厚干涉是一种光的干涉现象，它是由于光在通过两个平行的透明介质界面时，两个介质的厚度相等而引起的。
等厚干涉的应用广泛，下面介绍几个常见的应用：
1. 薄膜干涉：当光线从空气进入一个介质，再从这个介质进入另一个介质时，两个介质的界面之间的薄膜会形成等厚干涉。
这种现象被广泛应用于光学薄膜技术，如反射镜、透镜等光学元件的制造中。
2. 非破坏性检测：等厚干涉可以用于材料的非破坏性检测。
通过观察材料表面的等厚干涉图案，可以判断材料的厚度分布是否均匀，从而评估材料的质量和性能。
3. 显微镜观察：等厚干涉可以用于显微镜观察。
在显微镜中，通过透射或反射光的等厚干涉图案可以增强显微镜的分辨率和对比度，从而获得更清晰的显微图像。
4. 光学雕刻：等厚干涉可以用于光学雕刻。
通过控制光在介质中的传播路径和相位差，可以实现对材料的局部加热和腐蚀，从而实现精确的微纳加工和雕刻。
5. 表面形貌测量：等厚干涉可以用于表面形貌的测量。
通过观察介质界面上的等厚干涉条纹，可以推断出表面的弯曲、变形和缺陷等信息，从而实现对微观尺度表面形貌的精确测量。
等厚干涉在光学领域有着广泛的应用，不仅可以用于光学元件的制造和检测，还可以用于显微观测、光学雕刻和表面形貌测量等领域。
光的等厚干涉现象及其应用(用牛顿环测凸透镜曲率半径(最全)word资料
光的等厚干涉现象及其应用(用牛顿环测凸透镜曲率半径(最
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实验5、光的等厚干涉现象及其应用（用牛顿环测凸透镜曲率半径）
（一）调整牛顿环观察干涉环纹。
1、调节光源位置以及玻璃片的倾斜度。
2、调节目镜及移测显微镜的调焦螺旋，使干涉环纹清晰可辨。
3、调节显微镜及光源位置，观察到清晰的牛顿环。
（二）测牛顿环纹直径
1、调节显微镜，使镜筒里的十字叉丝交点对准牛顿环纹中心。
2、转动测微鼓轮，使镜筒向左（或者向右）移动，同时读出十字叉丝竖线所经过的暗环数。
读到超过20环处时，停止转动鼓轮，使测微鼓轮向相反方向移动，当叉丝竖线与第20环相切时，记下移测显微镜所示位置的读数。
3、继续沿原方向移动移测显微镜，读出第19、18、…、11等暗环的位置。
1、继续移动显微镜，当叉丝通过中心圆斑后，再继续移动，同时记下另一侧第
11、12、…、20环与叉丝竖线相切的位置。
5、求出11～20环的暗环直径，用逐差法求出直径平方差的平均值，最近求出凸透镜的曲率边境的平均值及误差。
光的等厚干涉现象与应用
实验11 光的等厚干涉现象与应用当频率相同、振动方向相同、相位差恒定的两束简谐光波相遇时，在光波重叠区域，某些点合成光强大于分光强之和，某些点合成光强小于分光强之和，合成光波的光强在空间形成强弱相间的稳定分布，这种现象称为光的干涉。
光的干涉是光的波动性的一种重要表现。
日常生活中能见到诸如肥皂泡呈现的五颜六色，雨后路面上油膜的多彩图样等，都是光的干涉现象，都可以用光的波动性来解释。
要产生光的干涉，两束光必须满足：频率相同、振动方向相同、相位差恒定的相干条件。
实验中获得相干光的方法一般有两种——分波阵面法和分振幅法。
等厚干涉属于分振幅法产生的干涉现象。
一、实验目的１．通过实验加深对等厚干涉现象的理解； ２. 掌握用牛顿环测定透镜曲率半径的方法； ３. 通过实验熟悉测量显微镜的使用方法。
二、实验仪器测量显微镜、牛顿环、钠光灯、劈尖装置和待测细丝。
三、实验原理当一束单色光入射到透明薄膜上时，通过薄膜上下表面依次反射而产生两束相干光。
如果这两束反射光相遇时的光程差仅取决于薄膜厚度，则同一级干涉条纹对应的薄膜厚度相等，这就是所谓的等厚干涉。
本实验研究牛顿环和劈尖所产生的等厚干涉。
1.等厚干涉 如图11-1所示，玻璃板A 和玻璃板B 二者叠放起来，中间加有一层空气（即形成了空气劈尖）。
设光线1垂直入射到厚度为d 的空气薄膜上。
入射光线在A 板下表面和B 板上表面分别产生反射光线2和2′，二者在A 板上方相遇，由于两束光线都是由光线1分出来的（分振幅法），故频率相同、相位差恒定（与该处空气厚度d 有关）、振动方向相同，因而会产生干涉。
我们现在考虑光线2和2′的光程差与空气薄膜厚度的关系。
显然光线2′比光线2多传播了一段距离2d 。
此外，由于反射光线2′是由光密媒质（玻璃）向光疏媒质（空气）反射，会产生半波损失。
故总的光程差还应加上半个波长2/λ，即2/2λ+=∆d 。
根据干涉条件，当光程差为波长的整数倍时相互加强，出现亮纹；为半波长的奇数倍图11-1 等厚干涉的形成Ⅲ 基础物理实验 – 97 –时互相减弱，出现暗纹。
光的等厚干涉及其应用原理
光的等厚干涉及其应用原理光的等厚干涉是指在透明介质中，当光线通过介质表面时发生折射并产生反射波和透射波，在反射波和透射波交相干的情况下，由于光的波长和介质厚度之间的关系，发生干涉现象。
光的等厚干涉原理主要包括三个方面：相位差、干涉条件和光的干涉条纹。
相位差是光的等厚干涉的关键概念。
相位差是指两个光波在某一点上的相位差异。
在光的干涉中，当两个波的相位差为整数倍的2π时，两个波的振幅叠加增强，称为相干叠加；当两个波的相位差为半整数倍的2π时，两个波的振幅叠加减弱，称为相干抵消。
相干叠加和相干抵消决定了干涉现象的出现。
干涉条件是产生干涉现象的必要条件。
在光的等厚干涉中，必须满足一定条件才能产生明显的干涉现象。
首先，光源必须是频宽很窄的单色光源，这样才能保证光的波长相对稳定，以满足相邻波面上的相干叠加或抵消。
其次，光的传播路径必须有一定的差异，即光线经过的光程差必须明显，否则将无法显示出明显的干涉现象。
最后，光的传播路径必须在一定范围内保持平行，以满足光波之间的相干叠加。
光的干涉条纹是光的等厚干涉现象的显示形式。
当具备相干叠加和相干抵消条件时，光的等厚干涉会在空间中形成干涉条纹。
干涉条纹是由于光的相位差引起的亮度变化，通常呈现出交替的明暗条纹形式。
根据相位差的变化规律，干涉条纹可分为等距干涉和等倾干涉。
在等距干涉中，干涉条纹的间距恒定，条纹数目相等，例如牛顿环实验；在等倾干涉中，条纹的亮度变化相同，但间距随位置的移动而改变，例如天线环洞实验。
光的等厚干涉应用十分广泛，主要包括以下几个方面：1. 测量物体的厚度和形状：利用光的等厚干涉原理，可以测量物体的厚度和形状。
通过测量干涉条纹的宽度和间距，可以计算出透明物体的厚度，并进行形状分析。
例如，光学显微镜、干涉仪等设备都是利用光的等厚干涉原理进行物体测量的。
2. 光谱仪的构建和使用：光的等厚干涉也可用于构建光谱仪，并用于光谱分析。
光谱仪是利用光的等厚干涉原理，通过控制光的反射和透射波的光程差，使不同波长的光线产生相干叠加或相干抵消，进而实现对光谱的分离和测量。
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。
实际操作中由于N值较大且干涉条纹细密， 不利于N值的准确测量。 可先测出n条干涉条纹的距离l， 在测得劈尖交线到薄片处的距离为L， 则干涉条纹的总数为：
代入厚度计算式， 可得厚度/直径为：
3、实验仪器：
牛顿环装置，钠光灯，读数显微镜，劈尖，游标卡尺
四、实验内容和步骤：
1.牛顿环直径的测量
（1）准备工作： 点亮并预热纳光灯； 调整光路， 使纳光灯均匀照射到读数显微镜的反光镜上， 并调节反光镜片使得光束垂直射入牛顿环器件。 恰当调整牛顿环器件， 直至肉眼课件细小的正常完整的牛顿环干涉条纹后， 把牛顿环器件放至显微镜的中央并对准。 完成显微镜的调焦， 使牛顿环的中央与十字交叉的中心对准后， 固定牛顿环器件。
2.牛顿环器件由外侧的三个紧固螺丝来保证凸透镜和平板玻璃的紧密接触， 经测试可以发现， 如果接触点不是凸透镜球面的几何中心， 形成的牛顿环图样将不是对称的同心圆， 这样将会影响测量而导致结果不准确。 因此在调节牛顿环器件时， 应同时旋动三个紧固螺丝， 保证凸透镜和平板玻璃压紧时， 接触点是其几何中心。 另外， 对焦时牛顿环器件一旦位置确定后， 就不要再移动， 实验中发现， 轻微移动牛顿环器件， 都将导致干涉图样剧烈晃动和变形。
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光的等厚干涉实验报告
XX 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 名学号实验台号实验时间2021年11月04日，第11周，星期二第5-6节实验名称光的等厚干预教师评语实验目的与要求：1. 观察牛顿环现象及其特点， 加深对等厚干预现象的认识和理解。
2. 学习用等厚干预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， 构造如下图。
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〕相遇后将发生干预， 干预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〔如下图。
由牛顿最早发现〕。
由于同一干预圆环各处的空气薄膜厚度相等， 故称为等厚干预。
牛顿环实验装置的光路图如下列图所示： 为λ， 在距接触设射入单色光的波长点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 ， 那么空气膜上下两界面依次反射的两束光线的光程差为成 绩教师签字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。
根据干预条件， 当光程差为波长的整数倍时干预相长， 反之为半波长奇数倍时干预相消， 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由上页图可得干预环半径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， 且为了防止背光因素干扰， 一般选取暗环作为观测对象。
等厚干涉的应用实验报告
等厚干涉的应用实验报告等厚干涉的应用实验报告引言：等厚干涉是一种常见的光学干涉现象，通过光的波动性和干涉现象的特点，我们可以利用等厚干涉来测量物体的形状和薄膜的厚度。
本实验旨在通过等厚干涉的应用实验，探索其在实际中的应用价值和原理。
实验原理：等厚干涉是基于光的干涉现象，当光线通过具有不同折射率的介质时，会发生干涉现象。
在等厚干涉中，我们使用一束单色光通过一个透明薄膜或透明介质，光线在薄膜上反射和折射，形成干涉条纹。
通过观察和测量这些干涉条纹的特征，我们可以推断出物体的形状和薄膜的厚度。
实验装置：本实验使用的装置包括：光源、透明薄膜、反射镜、凸透镜、干涉仪和测量仪器等。
实验步骤：1. 将光源对准干涉仪的入射口，调整光源的位置和角度，使得光线能够正常通过干涉仪。
2. 调整干涉仪的反射镜和凸透镜，使得光线能够经过反射和折射，并形成干涉条纹。
3. 在透明薄膜上放置一个标尺或刻度尺，用以测量干涉条纹的间距。
4. 观察干涉条纹的形态和变化，并记录下测量数据。
5. 根据测量数据，计算出透明薄膜的厚度或物体的形状。
实验结果与分析：通过观察和测量干涉条纹的间距，我们可以得到透明薄膜的厚度或物体的形状。
干涉条纹的间距与光的波长、薄膜的折射率以及光线的入射角度等因素有关。
当光线的入射角度发生变化时，干涉条纹的间距也会发生变化，从而可以推断出物体的形状或薄膜的厚度。
实验应用：等厚干涉在实际中有广泛的应用价值。
例如，在材料科学中，可以利用等厚干涉来测量薄膜的厚度，从而控制和优化材料的制备过程。
在生物医学领域，等厚干涉可以用于测量细胞的形状和厚度，从而研究细胞的生理和病理变化。
此外，等厚干涉还可以应用于光学元件的制造和检测，以及光学显微镜和激光干涉仪等仪器的研究和开发。
结论：通过等厚干涉的应用实验，我们深入了解了等厚干涉的原理和应用。
等厚干涉可以通过测量干涉条纹的间距，推断出物体的形状和薄膜的厚度。
这一技术在材料科学、生物医学和光学仪器等领域有重要的应用价值。
(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 =。
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主尺 15mm
测微鼓轮 0.506mm
最后读数为：15.506mm
注意事项
1.在测量时，读数显微镜的测微鼓轮应沿一个方向转动，中途不 可倒转。
2. 环数不可数错，在数的过程中发现环数有变化时，必须重测。 3. 测量中，应保持桌面稳定，不受振动，不得触动牛顿环装置， 否则重测。
3.调节读数显微镜的目镜，使十字叉丝清晰；自下而上 调节物镜直至观察到清晰的干涉图样。移动牛顿环仪， 使中心暗斑（或亮斑）位于视域中心，调节目镜系统， 使叉丝横丝与读数显微镜的标尺平行，消除视差。平 移读数显微镜，观察待测的各环左右是否都在读数显 微镜的读数范围之内。
4.测量牛顿环的直径。
4 .读数显微镜的读数方法 主尺的分度值为1mm，测微鼓轮共有100个刻度，其份度值为 0.01mm，可估读到0.001mm。
1.熟悉读数显微镜的使用方法
目镜 调焦手轮 标尺 测微鼓轮 锁紧手轮 450可调式半反镜
2 .调整测量装置。
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，并将干涉条纹的中心移到 牛顿环仪的中心附近。调节螺丝不能太紧，以免中心 暗斑太大，甚至损坏牛顿环仪。
2.把牛顿环仪置于显微镜的正下方，使单色光源与读 数显微镜上45角的反射透明玻璃片等高。旋转反射透 明玻璃 ，直至从目镜中能看到明亮均匀的光照。
上式若已知 ，测出第m级暗条纹的半径rm ，便可算出透镜的曲率半径R。
r 在实验中不能直接用 R 公式，原因有二： m
①实际观察牛顿环时发现，牛顿环的中心不是一个 点，而是一个不甚清晰的暗或亮的圆斑。其原因是 透镜与平板玻璃接触时，由于接触压力引起形变， 使接触处为一圆面，而圆面的中心很难定准，因此rk 不易测准；
2 m
②镜面上可能有灰尘等存在而引起一个附加厚度， 从而形成附加的光程差，这样，绝对级数也不易定 准。
2 rm 为了克服这些困难， 对 R 进行处理，首先取暗环 m 直径Dm 来替代半径rm ， Dm 2rm ,则可写成：
2 Dm D 2mR 或 R 4m 再采用逐差法，以消除附加光程差带来的误差，若m与n级暗 环直径分别Dm与Dn，
m级干涉圆环对应的两束相干光的光程差为：
2d m
由干涉条件可知：
2d m k 2 2d m (2k 1) 2 2
2
{
k 1,2,3, , 亮条纹 k 0,1,2, , 暗条纹
R为透镜的曲率半径，rm为第m级干涉环的半径，由几何关系可得 ：
光的等厚干涉现象与应用
实 验 目 的
观察等厚干涉现象。 学习用牛顿环测量球面曲率半径的 原理和方法。 学会使用钠光灯及熟炼使用读数显 微镜。
实 验 原 理
一. 等厚干涉
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。
2 R2 ( R dm )2 rm 2 2 2 r 2 Rd d R d d 所以 m m m ，由于 m ， m 可忽略，
因此得到：
dm
整理后得：
r 2R
2 m
2 m
2 d r （此式说明： m 与 m 成正比，即离开中心
愈远，光程差增加愈快，因此，干涉环愈 密。）
r R m
2 S 1 i n1 A n2 1' D
2'
C e
n1
B
二.用牛顿环测透镜的曲率半径
牛顿环仪是由一个曲率半径很大的平凸透镜的凸面与一个 平面玻璃接触在一起构成，平凸透镜的凸面与玻璃片之间的空 气层厚度从中心接触点到边缘逐渐增加。
R
rm O
dm
牛顿环仪
当用平行单色光垂直照射到牛顿环仪上时，一部分光线在 空气层的下表面反射，一部分光线在空气层的上表面反射， 这两部分光有光程差，它们在平凸透镜的凸面附近相遇而发 生干涉。当我们用显微镜来观察时，便可清楚地看到中心是 一暗圆斑，而周围是许多明暗相间、间隔逐渐减小的同心环， 称为牛顿环。它属于等厚干涉条纹。
2 m
则：
2 Dm 4mR
2 D R 4(m n)
2 m 2 n
上式只出现相对级数（m-n），无需知道待测暗环的绝对级 2 2 数，而且由于分子是 Dm Dn ，通过几何分析可知，即使 牛顿环中心无法定准，也不会影响R的准确度。
实 验 内 容
用牛顿环测定透镜的曲率半径