利用劈尖干涉检测部件平整度的研究
用光的干涉检查仪器平整度原理
用光的干涉检查仪器平整度原理近年来,光学行业发展迅速,用光的干涉检查机已经成为必不可少的检测工具。
用光的干涉检查仪器平整度原理是该工具的基础,本文将详细讲解这一原理及其应用。
一、用光的干涉检查仪器平整度原理用光的干涉检查仪器是利用光学干涉原理检测产品的平整度。
所谓光学干涉,是指两束光线(或单一光束在不同的传输路径中)在某一点结合形成干涉现象。
干涉的原理是通过两束发生相位差的光波相遇后形成干涉条纹,这些条纹反映出物体表面的形状信息。
在用光的干涉检查仪器中,经过测试平面的一个平行干涉光束被分为两束,一束直接射到一面反射镜上,另一束从平面反射下来再反射到该反射镜。
由于两束光路不同,路径长度也不同,因此由二者组合而成的干涉光条纹就能测出平面的高低差异。
二、用光的干涉检查仪器平整度的应用1.玻璃制品检测玻璃制品是广泛应用的一种材料,如玻璃瓶、玻璃板等。
用光的干涉检查仪器可以检测玻璃制品的平整度,进而确定产品质量,从而保证产品使用性能。
2.机械制品检测机械制品生产过程中,精度要求非常高,如机床、汽车零部件等。
用光的干涉检查仪器能够检测其表面平整度,确保产品符合国家标准和质量要求。
3.检测电子产品外壳现代电子产品外形偏小、密封好,为保证产品品质和安全性,需要对产品外壳的平整度进行检测。
利用用光的干涉检查仪器可以精确地检测出产品外壳的平整度和误差,进而保证产品品质。
三、用光的干涉检查仪器平整度检测的优点(1)检测速度快,测试时间仅需几十秒钟;(2)精度高,可以达到高精度测量,能够测试到小到1um 的高度变化;(3)不受被测物体的周围环境影响,能够在不良环境下进行测试;(4)非接触测量,可以避免对被测物体的损坏;(5)可靠性高,能够检测出产品的折弯和变形等情况,保障产品质量。
四、用光的干涉检查仪器平整度检测的局限性(1)被测物体表面必须是光反射表面;(2)需要在黑暗的地方进行测试,以避免环境光产生的误差;(3)不适用于黑色和粗糙表面。
等厚干涉劈尖干涉实验报告
等厚干涉劈尖干涉实验报告1. 引言等厚干涉劈尖干涉实验是一种重要的光学实验,通过干涉现象研究光的性质和特性。
本报告将详细介绍等厚干涉劈尖干涉实验的原理、实验装置、实验步骤以及实验结果和讨论。
2. 实验原理等厚干涉劈尖干涉实验利用了干涉的原理。
当光波经过不同路径传播后再次叠加时,会发生干涉现象。
干涉现象受光的相位差影响,而相位差受到光程差的影响。
等厚干涉劈尖干涉实验中,我们使用劈尖装置制造光程差,进而观察干涉条纹的形成。
3. 实验装置本次实验所需的主要装置包括: - 激光器:产生单色、相干性好的激光光源; - 劈尖:用于制造光程差,通常由玻璃材料制成; - 波片:用于调整光程差; - 探测器:用于观察和记录干涉条纹。
4. 实验步骤第一步:激光器调整•打开激光器电源,调整激光器使其工作在稳定状态;•通过合适的光学元件,使激光光束通过劈尖。
第二步:劈尖调整•调整劈尖位置,使得光束通过劈尖后分成两束;•调整劈尖的角度,使得两束光垂直且重合。
第三步:波片调整•在其中一束光的路径上加入波片,调整波片角度,观察干涉条纹的变化;•逐渐增加或减小波片的厚度,继续观察并记录干涉条纹的变化。
第四步:探测器观察•使用探测器观察干涉条纹的形成;•调整探测器位置,以获得最佳的干涉条纹观察效果;•记录并分析观察到的干涉条纹。
5. 实验结果和讨论在实验中,我们通过调整劈尖和波片,成功观察到了等厚干涉劈尖干涉现象。
在干涉条纹的观察中,我们发现随着波片厚度的改变,干涉条纹的明暗发生了变化。
通过对干涉条纹的分析,我们可以得到光的波长、相位差等信息。
6. 结论等厚干涉劈尖干涉实验通过观察干涉条纹,可以研究光的干涉现象和性质。
实验结果表明,干涉条纹的形成与波片厚度和光程差有关。
通过进一步的实验和分析,我们可以深入研究光的干涉现象,并应用于相关领域的实际问题中。
利用劈尖干涉检测工件的平滑程度
利用劈尖干涉检测工件的平滑程度姓名沈霞民专业电子工程学号C042012013 摘要空气劈尖的等厚干涉,可测量精确加工工件表面极小纹路的深度,在生活中有着广泛的运用。
关键词劈尖等厚干涉现有一标准的平滑玻璃片和一待测工件,将待测工件放在下面且待测表面向上,把标准玻璃片置于上方,在两者之间放一薄片,组成一空气劈尖。
用单色平行光垂直照射到玻璃片上,在显微镜中观察干涉条纹,可能会出现三种情形。
干涉条纹现象如下一.明暗相间的与棱边平行的等间距直条纹二.明暗相间但与棱边不平行的弯曲且向左凸的条纹三.明暗相间但与棱边不平行的弯曲且向右凸的条纹由干涉条纹可知情形一待测工件表面是平滑的,因为条纹是等间距直条纹;情形二待测工件表面是下凹的,因为本应在该处不出现明纹,却出现与高级次在同一级次的干涉明纹,可知此处光程差变大了;情形三待测工件表面是上凸的,因为本应在该处不出现明纹,却出现与低级次在同一级次的干涉明纹,可知此处光程差变小了。
下面将通过理论计算求出待测工件表面上凸或下凹的程度。
以情形二为例。
由干涉条纹可知,相邻两明纹之间的距离为b ,明纹偏离的大小为a ,假设下凹深度为h ∆2/2λδ+=ne =λk ,(明纹)...2,1=k 暗纹)...(2,1,0,2/)12(2/2=+=+=k k ne λλδ n e e k k 2/e 1λ=-=∆+很小)θθθ(,sin l l e ≈=∆ )1n (,2/===b n l θλ很小)θθλθ(,tan 2/≈=b θtan /=∆a hb a h 2/λ=∆通过以上计算,很好地得出了待测工件表面下凹了b a h 2/λ=∆。
根据此表达式可以得出,当a 越大,b 越小,工件表面越不平滑。
将此方法运用于实际中,能够精确地判断出工件是否符合工业标准,筛选出合格的产品。
劈尖干涉实验报告
劈尖干涉实验报告干涉现象是光学中一种非常重要的现象,它可以帮助我们研究光的性质和波动理论。
劈尖干涉实验是一种经典的干涉实验,通过这个实验我们可以观察到光的干涉现象,进一步了解光的波动性质。
实验目的,通过劈尖干涉实验,观察和研究光的干涉现象,验证光的波动性质。
实验仪器,激光器、劈尖、准直器、平面镜、凸透镜、荧光屏等。
实验原理,劈尖干涉实验是利用劈尖产生的两束相干光进行干涉,观察干涉条纹的位置和形态,从而研究光的波动性质。
当两束相干光通过劈尖后相遇,会产生明暗条纹,这是由于两束光的相位差引起的干涉现象。
通过调整劈尖的角度和位置,可以改变干涉条纹的位置和间距,进而研究光的波长和频率等性质。
实验步骤:1. 将激光器与劈尖、准直器、平面镜依次连接,使激光通过劈尖产生两束相干光。
2. 调整劈尖的角度和位置,观察在荧光屏上出现的干涉条纹。
3. 通过调整劈尖的角度和位置,改变干涉条纹的位置和间距,记录实验数据。
4. 使用凸透镜对干涉条纹进行放大,进一步观察和记录干涉条纹的形态和特点。
5. 对实验数据进行分析和处理,验证光的波动性质。
实验结果,通过劈尖干涉实验,观察到了明暗交替的干涉条纹,通过调整劈尖的角度和位置,改变了干涉条纹的位置和间距。
使用凸透镜对干涉条纹进行放大后,更清晰地观察到了干涉条纹的形态和特点。
实验数据表明,光的波动性质得到了验证,干涉条纹的位置和间距与光的波长和频率相关。
实验结论,劈尖干涉实验验证了光的波动性质,通过观察干涉条纹的位置和形态,我们可以进一步研究光的波长和频率等性质。
这对于深入理解光的本质和光学理论具有重要意义。
总结,劈尖干涉实验是一种经典的干涉实验,通过这个实验我们可以观察到光的干涉现象,验证光的波动性质。
实验结果表明,光的波动性质得到了验证,这对于光学理论的研究具有重要意义。
希望通过这个实验,可以更好地理解光的本质和光学理论,为光学研究提供更多的实验数据和理论支持。
劈尖干涉实验报告数据
劈尖干涉实验报告数据劈尖干涉实验报告数据引言:劈尖干涉实验是一种常用的光学实验,通过观察光的干涉现象来研究光的性质和特性。
本文将探讨劈尖干涉实验报告中的数据,以及这些数据背后所蕴含的含义和科学意义。
一、实验装置和原理劈尖干涉实验通常使用一束单色激光作为光源,通过一系列光学元件将光束分为两束,然后再将其合并。
这两束光经过不同路径传播,最终在屏幕上形成干涉条纹。
二、实验数据分析在劈尖干涉实验中,我们通常会记录下干涉条纹的条纹间距和亮度分布等数据。
通过对这些数据的分析,我们可以得到一些有关光的性质和特性的重要信息。
1. 条纹间距:劈尖干涉实验中的条纹间距与入射光的波长有关。
根据干涉理论,当两束光相遇时,如果它们的光程差为波长的整数倍,就会产生明亮的干涉条纹。
因此,通过测量条纹间距,我们可以计算出入射光的波长。
2. 亮度分布:劈尖干涉实验中的亮度分布反映了光的强度分布情况。
根据干涉理论,当两束光相遇时,如果它们的相位差为整数倍的2π,就会产生最亮的干涉条纹。
因此,通过观察亮度分布,我们可以了解光的相位差和强度分布的关系。
三、科学意义和应用劈尖干涉实验不仅仅是一种用于研究光学的基础实验,还具有广泛的科学意义和应用价值。
1. 光的波动性验证:劈尖干涉实验通过观察干涉条纹的形成,验证了光的波动性。
这对于量子力学的发展和光学理论的进一步研究具有重要意义。
2. 波长测量:通过劈尖干涉实验测量光的波长,可以用于精确测量光源的特性,例如激光器的波长稳定性和光谱分析等。
3. 表面形貌测量:劈尖干涉实验可以应用于表面形貌的测量,例如薄膜的厚度测量和光学元件的表面质量评估等。
4. 光学元件校准:劈尖干涉实验可以用于光学元件的校准和调整,例如光栅的刻槽间距测量和透镜的曲率半径测量等。
结论:劈尖干涉实验报告中的数据提供了对光的性质和特性进行研究的重要依据。
通过对条纹间距和亮度分布等数据的分析,我们可以了解光的波长、相位差和强度分布等信息。
劈尖干涉的应用及其原理
劈尖干涉的应用及其原理1. 介绍劈尖干涉是一种利用光干涉现象来测量光学元件表面形貌和折射率变化的技术。
它基于光的干涉原理,通过将光分为两束进行干涉,进而获得光学元件的相关信息。
2. 原理劈尖干涉的原理基于干涉仪的工作原理。
干涉仪中的光线被分为两束,分别通过两个光学路径,然后在被观察区域进行干涉。
劈尖干涉是通过将光源经过劈尖分为两束,再经过反射、折射、反射等过程后,形成干涉。
在劈尖干涉中,光源首先经过一块分光镜,被分成两束。
其中一束光线经过参考光路径,另一束经过被测光路径。
这两束光线在被观察区域进行干涉,形成干涉条纹。
通过观察干涉条纹的变化,可以获得光学元件的信息。
3. 应用劈尖干涉技术在光学领域有广泛的应用。
以下列举了一些常见的应用场景:3.1 表面形貌检测劈尖干涉可以用于测量光学元件的表面形貌。
通过观察干涉条纹的形状和变化,可以获取元件表面的曲率、平整度等信息。
这对于光学元件的制造和质量控制非常重要。
3.2 折射率变化测量劈尖干涉还可以用于测量光学元件的折射率变化。
通过测量干涉条纹的移动,可以计算出光学元件材料的折射率变化。
这对于材料的研究和开发有重要意义。
3.3 光学薄膜测量劈尖干涉也可以用于测量光学薄膜的厚度和折射率。
通过观察干涉条纹的变化,可以计算出薄膜的厚度和折射率。
这对于光学薄膜的制备和表征非常关键。
3.4 光学元件的定位与调节劈尖干涉可以用于光学元件的定位和调节。
通过测量干涉条纹的移动和变化,可以确定元件的位置和角度,并进行精确的调节。
这在光学系统的组装和调试中起着关键作用。
4. 优势与局限劈尖干涉技术具有以下优势:•非接触性测量:劈尖干涉技术无需直接接触被测物体,避免了物体的损伤和干扰。
•高精度:劈尖干涉技术可以实现微米级的精度,适用于高精度的测量需求。
•快速性:劈尖干涉技术可以实现实时监测和测量,提高了测量效率。
然而劈尖干涉技术也存在一些局限性:•受环境干扰:劈尖干涉技术对环境的要求较高,如光线稳定性、机械振动等因素会对测量结果产生干扰。
劈尖干涉实验的误差分析及改进
本文分析了“用劈尖干涉测微小物体 ”实验中产生误差的原因 ,推导出了劈尖楔角的极值 、最佳值 ,提出了几点能够减小测量误差的劈尖干涉 光程差公式 楔角 测量误差1 引言等厚干涉是光的干涉中的重要物理实验 。
而作为等厚干涉的具体应 用 ———利用劈尖干涉法测定细丝直径 ,是一项很好的设计性实验 。
劈尖干涉的规律具有一定的实用价值 ,如检测加工工件表面的光洁度和机械零件的内应力分布等 。
对此试验的研究不仅可以加深学生对等厚干涉理论的理解 ,而且可以将该实验做为一个设计性实验 ,培养学生的发散 、创新思维能力 。
目前有关劈尖干涉实验误差的研究可归纳如下 : ( 1 ) 干涉条纹明显 变形的原因 ; ( 2 )干涉条纹倾斜的原因 ; ( 3 )测量方法引入的误差 ; ( 4 ) 波长所引起的误差 ; ( 5 )计算方法引入的误差 。
本文主要从劈尖楔角引起的误 差入手 ,通过理论推导找到劈尖楔角的极限值 、最佳值 ,从而通过控制待测物的线度来减小用劈尖干涉测微小厚度的实验误差 。
2 实验设计及数据分析2. 1 实验仪器在实验室现 有 的 工 作 条 件 下 , 进 行 实 验 所 需 的 主 要 实 验 仪 器 设 备 如下 :表 1表 2 中 x n 为连续记录的每隔 10 条干涉条纹的显微镜的位置读和 x n 分别为棱边与细丝所在处的位置读数 , D 为待测细丝直径 。
钠光波长以纳米为单位 , x n 、x n + b 、x 0 、x N 、L 、D 的所有长度单位均取毫米 。
从实验中我们看到条纹间距是不相等的 ,并且在靠近细丝的方向间距逐渐变小 。
造成这一实验误差的原因是多方面的 ,在这里我们主劈尖楔角引入的误差进行分析 。
3 劈尖干涉的光程差公式一般情况下 ,我们所做的劈尖干涉实验都是按图 1 方式处理的 程差为 :实际上我们的处理方法是一种理想情况 ,在这种情况下我们忽略璃片的影响 ,做了一种近似处理 , 这样必然会产生实验误差 。
劈尖干涉实验报告
一、实验目的1. 理解等厚干涉的原理。
2. 学习使用劈尖干涉法测量细丝的直径。
3. 提高实验操作技能和数据处理能力。
二、实验原理劈尖干涉是一种等厚干涉现象,它是由于劈尖形薄片两表面之间的空气层厚度不均匀,导致反射光发生干涉而产生的。
当一束单色光垂直照射到劈尖形薄片上时,反射光在薄片两表面之间发生干涉,形成明暗相间的干涉条纹。
通过测量干涉条纹的间距,可以计算出薄片两表面之间的空气层厚度,从而求得细丝的直径。
三、实验仪器与用具1. 移测显微镜2. 分光计3. 劈尖形薄片4. 精密平移台5. 单色光源6. 精细调节螺钉四、实验步骤1. 将劈尖形薄片放置在精密平移台上,调整薄片使其两表面平行。
2. 打开单色光源,将光线垂直照射到劈尖形薄片上。
3. 通过移测显微镜观察干涉条纹,调整分光计,使干涉条纹清晰可见。
4. 记录干涉条纹的间距,重复多次,求平均值。
5. 根据实验数据,计算细丝的直径。
五、实验数据与结果1. 干涉条纹间距L = 0.3mm2. 干涉条纹间距平均值L_avg = (0.3mm + 0.3mm + 0.3mm + 0.3mm) / 4 =0.3mm3. 细丝直径D = L_avg / λ = 0.3mm / 532.5nm = 5.65μm六、实验分析与讨论1. 实验过程中,观察到干涉条纹清晰可见,说明实验操作正确。
2. 实验数据与理论计算值相符,验证了劈尖干涉法的正确性。
3. 通过本次实验,加深了对等厚干涉原理的理解,提高了实验操作技能和数据处理能力。
七、实验结论本次实验成功地使用了劈尖干涉法测量了细丝的直径,验证了等厚干涉原理的正确性。
实验过程中,我们掌握了实验操作技能和数据处理方法,为今后进行类似实验打下了基础。
八、注意事项1. 实验过程中,注意保持实验环境稳定,避免外界因素对实验结果的影响。
2. 调整干涉条纹时,要缓慢、均匀地调节分光计,避免对实验结果产生误差。
3. 记录实验数据时,要准确无误,避免因记录错误导致实验结果偏差。
劈尖干涉实验报告数据
劈尖干涉实验报告数据[劈尖干涉实验报告数据]一、实验目的通过劈尖干涉实验,掌握光路调节技巧并测量出干涉环的位置和边界,以及探究干涉的物理机制。
二、实验原理光在空间中传播时,不同波面的光相遇会有干涉现象。
劈尖干涉实验是将自然光经过劈尖后引入干涉环中形成干涉条纹的实验。
干涉环由暗纹和亮纹组成。
若两束光程差为整数倍波长,则两束光是相长干涉,即出现亮纹;反之,光程差为奇数半波长,则为相消干涉,即出现暗纹。
三、实验步骤1.使用白光源,将光经过准直器后通过透镜引入劈尖。
2.通过适当调节劈尖的位置和倾斜角度,使分出的两束光程差为λ/2,并遮挡其中一束光,使另一束光成为参考光。
3.用准直器将参考光和经劈尖后的光再次准直,从两个不同方向引入平行的玻璃片,观察干涉环的形成。
四、实验数据参考光:波长λ = 632.8 nm干涉环半径R = 18.55 mm玻璃片厚度t = 1 mm劈尖倾斜角度θ = 10°五、实验结果分析由公式R = (λ/2t)^(1/2)cosθ可求得玻璃的折射率为n = 1.51。
在实验过程中,干涉环出现的位置和形状与理论计算基本相符,实验效果较好。
六、实验结论通过本次劈尖干涉实验,本人成功掌握了光路调节技巧,并测量出了干涉环的位置和边界,验证了干涉的基本原理。
同时,通过实验数据的处理和分析,也得出了玻璃的折射率。
七、参考文献[1]李四,《光学》。
北京:高等教育出版社,2010。
[2]张三,《光学原理与仪器》。
上海:上海科技教育出版社,2009。
利用干涉原理测量精密零件表面的平整情况
利用干涉原理测量精密零件表面的平整情况摘要目前测量物体表面平整度的方法主要有机械方法与光学方法2大类. 触针法是机械方法中的代表,具有的灵敏度和很高的横向分辨率, 而应用光学方法则是当相干光照射到精密零件同一位置时,由于光波的相互位相关系,将产生光波干涉现象,利用被测面和标准参考面反射的光束进行比较,对干涉条纹做适当变换,通过测量干涉条纹的相对变形来检测精密零件表面平整程度,运用光的干涉来测量精密零件表面平整度能很好的避测量工具划伤零件表面。
关键词:光的干涉,薄膜干涉,平整情况,干涉条纹1、引言:光的干涉[1-4]是光在传播过程中呈波动性的重要现象之一,1801年,杨氏双缝实验历史上第一次用实验显示了光的干涉现象,其设计构思的精巧之处在于从同一波阵面上取得了两个波源 随后,相继出现了很多了类似原理的实验装置 目前,相干光的应用已经遍及各个领域,如光相干探测相干光通信以及在遥感领域和军事领域上的应用等。
2、光的干涉原理及条件:一般来说,光波的形式是复杂的 这里我们按平面简谐波处理 设两列点光源分别经过X1,X2距离后在空间P 点处相遇,其振动方程为:, ,在P 点叠加后,由于光波的频率非常高,可见光的频率在1014Hz 量级,其周期为10-14s 量级,所以通常我们观察到的是一个长时间的平均效果。
因此,我们定义的平均强度为:11011102(,)cos()E P t E t nx πωϕλ=-+22022202(,)cos()E P t E t nx πωϕλ=-+12(,)(,)(,)E P t E P t E P t =+01()lim (,)I P I P t dt τττ→∞=⎰222而P 点的光强为 从而:其中 为两光波在相遇处的相位差,其随时间和空间位置的变化,进而引起光强的重新分布,从而决定了空间各点实际光强分布,θ为E1和E2振动方向的夹角当发生干涉时,干涉条纹可见度的公式为由此可以得知发生光的干涉现象的必要条件条件是:频率相同,相差恒定,振动方向不垂直。
劈尖干涉实验报告
劈尖干涉实验报告
一、实验目的。
本实验旨在通过劈尖干涉实验,观察光的干涉现象,验证光的波动性质,并测量出光的波长。
二、实验原理。
劈尖干涉实验是利用劈尖装置产生的两个相干光源进行干涉实验。
当两束光线相遇时,由于光的波动性质,会出现干涉现象。
在劈尖干涉实验中,通过调节劈尖装置,可以使两束光线产生干涉条纹,从而观察光的波动特性。
三、实验步骤。
1. 将劈尖装置放置在光源前方,调节劈尖装置,使得两束光线通过劈尖装置后成为相干光源。
2. 将干涉条纹投影到屏幕上,调节劈尖装置,使得干涉条纹清晰可见。
3. 测量相邻两条暗纹或亮纹的间距,利用干涉条纹的间距计算出光的波长。
四、实验结果。
通过劈尖干涉实验,我们观察到清晰的干涉条纹,并成功测量出光的波长为XXX纳米。
五、实验分析。
根据实验结果,我们验证了光的波动性质,并得出了光的波长。
劈尖干涉实验的成功进行,为我们深入理解光的波动特性提供了直观的实验依据。
六、实验结论。
通过劈尖干涉实验,我们验证了光的波动性质,并成功测量出光的波长。
实验结果表明,劈尖干涉实验是一种有效的观察光的波动特性的实验方法。
七、实验注意事项。
1. 在进行实验时,要小心调节劈尖装置,避免对眼睛造成伤害。
2. 实验过程中要注意光源的稳定性,以保证实验结果的准确性。
八、实验拓展。
除了劈尖干涉实验,我们还可以通过其他干涉实验方法来进一步研究光的波动特性,如双缝干涉实验、薄膜干涉实验等。
以上就是本次劈尖干涉实验的实验报告内容,谢谢阅读。
劈尖干涉实验报告
劈尖干涉实验报告劈尖干涉实验报告引言:干涉实验是物理学中一项重要的实验,通过观察和研究光的干涉现象,我们可以深入了解光的波动性质以及光的传播规律。
本文将重点介绍劈尖干涉实验,探讨其原理、实验装置和实验结果。
一、原理劈尖干涉实验是一种基于光的干涉现象的实验方法。
光的干涉是指两束或多束光波相互叠加形成干涉图样的现象。
在劈尖干涉实验中,我们利用一束单色光通过劈尖,使光波分成两束,然后再让这两束光波重新叠加,形成干涉现象。
二、实验装置劈尖干涉实验的装置主要包括光源、劈尖、凸透镜和屏幕。
光源可以选择使用激光器或者单色光源,确保光的单色性。
劈尖是一个细长的金属片,可以将光波分成两束。
凸透镜的作用是将光线聚焦,使得干涉现象更加明显。
屏幕则用于观察和记录干涉图样。
三、实验步骤1. 将光源置于实验台上,并调整光源的位置和光线的方向,使得光线尽可能垂直地照射到劈尖上。
2. 将劈尖放置在光源的前方,确保光线通过劈尖时能够分成两束。
3. 调整凸透镜的位置和焦距,使得光线经过凸透镜后能够聚焦在屏幕上。
4. 将屏幕放置在凸透镜的焦点位置,调整屏幕的位置和角度,观察干涉图样。
5. 根据观察到的干涉图样,可以进行进一步的实验记录和分析。
四、实验结果通过劈尖干涉实验,我们可以观察到一些有趣的现象。
首先,当两束光波相位相同或相差整数倍的波长时,会出现明纹或暗纹。
这是由于两束光波叠加形成相长干涉或相消干涉导致的。
其次,通过调整劈尖的宽度和光源的位置,我们可以改变干涉图样的条纹间距和亮度。
这些结果都与光的波动性质和干涉现象的基本原理相吻合。
结论:劈尖干涉实验是一种简单而有趣的实验方法,通过观察和研究干涉现象,我们可以更深入地了解光的波动性质和传播规律。
在实验中,我们可以通过调整实验装置的参数,观察到不同的干涉图样,并根据实验结果进行分析和解释。
劈尖干涉实验不仅有助于加深对光的波动性质的理解,还对光学和物理学的研究具有重要的实际应用价值。
劈尖干涉实验报告
劈尖干涉实验报告劈尖干涉实验是光学实验中最具代表性的实验之一,其最初的目的旨在验证光的波动性。
由于其独特的测量方式,使得劈尖干涉实验成为了现代精密测量的必备工具之一。
同时,劈尖干涉实验在科学研究领域也有着广泛的应用。
下面将从实验原理、实验步骤、实验结果和应用领域四个方面对劈尖干涉实验进行系统介绍。
一、实验原理劈尖干涉实验是指将一束单色光通过分束镜分成两束直线偏振光,再使这两束光分别通过一个尖端细小的缝隙(称为劈尖),再聚焦于同一点上,这时会在空间中产生干涉现象。
干涉的方式是光束相遇发生叠加,由此可见暗条纹和亮条纹相间,构成一组干涉条纹。
利用此原理,我们可以精确地测量光的波长和光程差。
二、实验步骤1. 准备实验仪器:激光器、分束镜、狭缝、望远镜、透镜、干涉仪、干涉条纹粗细调节装置等。
2. 调整激光器:调整激光器使其产生准直的光束。
3. 设置干涉仪:将分束镜、狭缝、透镜、干涉仪和条纹粗细调节装置依次连接,注意调节各个部分的位置和角度,使得光经过狭缝后能够聚焦于同一点上,从而产生干涉条纹。
4. 调节干涉条纹:利用条纹粗细调节装置调节干涉条纹粗细,使其更加清晰可辨。
三、实验结果通过劈尖干涉实验,我们可以观察到一组明暗相间的条纹,这些条纹通常呈现出典型的环形或椭圆形,它们的位置和形态与周围的环境有所关联。
根据干涉条纹的形态和位置变化,我们可以精确地测量光的波长、反射率、厚度等物理量。
四、应用领域由于劈尖干涉实验所具有的高精度、高分辨率和非接触性等优点,已经被广泛地应用到了科学研究、光学制造、精密测量、无损检测、生物医学和环境监测等领域。
在科学研究领域,劈尖干涉实验被用于测量原子尺度物体的形态和表面特性;在光学制造领域,劈尖干涉实验被应用于制造高精度的光学元件和光学仪器;在环境监测领域,劈尖干涉实验被用于检测空气中微量油膜和微粒等有害气体。
在总结中,劈尖干涉实验是一种非常重要的精密测量工具,其精确的测量能力和广泛的应用领域,使其成为了理论计算、实验研究和工程应用等领域的不可或缺的重要工具。
劈尖干涉实验报告
劈尖干涉实验报告引言劈尖干涉实验是一种常用的光学实验方法,通过光的干涉现象,可以观察到光的波动性质。
本实验旨在通过劈尖干涉实验,探究光的干涉现象及其相关原理。
实验原理劈尖干涉实验基于的原理是光的波动性质。
当光通过劈尖时,由于不同路径的光线相遇,会发生干涉现象。
干涉实验中常用的劈尖类型有劈尖形,楔形和球面劈尖。
在实验中,我们使用劈尖形劈尖。
劈尖干涉实验使用的光源通常是单色光。
单色光是一种特定波长的光,使得干涉现象更加明显和清晰。
实验中,我们使用一台光源来产生单色光。
光经过透镜和光阑控制后,垂直射到劈尖上。
当光从劈尖上射出时,会发生两束光线的干涉。
干涉的结果表现为一系列明暗相间的条纹,这些条纹被称为干涉条纹。
干涉条纹的形状、间距和亮暗有关光的波长和劈尖上材料的折射率。
实验步骤1.打开光源并调节到适当的亮度。
2.将劈尖放置在光源的前方,调整劈尖的位置和角度,使得光射到劈尖上。
3.使用幕布或投影仪屏幕接收劈尖射出的光线,观察干涉条纹。
4.根据观察到的干涉条纹,记录它们的数量、形状和亮暗特点。
5.使用测微器等工具测量干涉条纹的间距,记录下来。
6.更改光源的波长,重新观察干涉条纹,并记录下观察结果。
7.对比不同波长下的干涉条纹,分析它们之间的差异和规律。
结果与分析通过实验观察,我们可以看到干涉实验所产生的干涉条纹。
干涉条纹的数量和形状取决于劈尖的特性和光的波长。
在实验中,我们可以观察到一系列明暗相间的条纹,这些条纹呈现出交替出现的明暗模式。
干涉条纹的间距是干涉实验中一个重要的参数。
通过测量干涉条纹的间距,我们可以计算光的波长。
根据干涉条纹的间距和光的波长的关系,可以使用下述公式计算光的波长:波长 = 干涉条纹的间距 * 劈尖材料折射率通过改变光源的波长,我们可以观察到干涉条纹的变化。
在实验中,我们可以使用不同颜色的滤光片来改变光源的波长,进而观察干涉条纹的变化。
根据实验结果,我们可以得出光的波长与干涉条纹的间距和亮暗的关系。
干涉法测量平整度的原理
干涉法测量平整度的原理嘿,朋友!咱今天来聊聊干涉法测量平整度这个神奇的事儿。
你知道吗?平整度这东西,在好多领域那可都是至关重要的!就好像我们走路,要是路面坑坑洼洼,走起来能舒服吗?同样的道理,在精密的工业制造里,零件表面要是不平整,那整个产品的质量可就大打折扣啦!那干涉法到底是怎么测量平整度的呢?其实啊,它就像是一个超级敏锐的“侦探”。
想象一下,我们有一束光,这束光就像个调皮的小精灵,欢快地向前跑。
当它遇到一个平整的表面时,反射回来的光就很有规律,就像训练有素的士兵,整整齐齐的。
可要是遇到不平整的表面呢?那反射回来的光就乱了套,就像一群没头苍蝇到处乱飞。
这时候干涉法就发挥作用啦!干涉法就像是一个裁判,它能分辨出这些光的“混乱程度”,从而判断出表面的平整度。
比如说,我们把光分成两束,一束直接照射到被测量的表面,另一束作为参考。
这两束光回来后一相遇,就会产生干涉条纹。
这干涉条纹可神奇了!条纹的疏密、形状,都能透露表面平整度的信息。
如果条纹很密集,那是不是就说明平整度不太好?就好像我们织毛衣,线越密,是不是就说明织得越不均匀?要是条纹很稀疏,那说明平整度就不错,就像我们铺的床单,平平整整的,没有太多褶皱。
而且啊,干涉法测量平整度的精度那是相当高的!高到什么程度呢?能发现极其微小的不平整,比头发丝还要细好多好多的差别都能测出来。
你说厉害不厉害?这就像是在微观世界里拿着放大镜找瑕疵,一点点问题都逃不过它的“法眼”。
所以啊,干涉法在光学制造、半导体加工等领域那可是大显身手。
没有它,那些高精度的产品怎么能做得出来呢?总之,干涉法测量平整度是一项非常重要且神奇的技术,为我们的生活带来了很多高品质的产品和便利。
朋友,你是不是也觉得这干涉法妙不可言呢?。
空气劈尖干涉原理
检测平整度用的是空气劈尖干涉原理。
当光垂直入射时,在工件的上表面和玻璃板的下表面反射的光相干涉,当光波的光程差为波长的整数倍时,形成明条纹,为半波长的奇数倍时,形成暗条纹。
而光程差取决于空气层的厚度,空气层厚度相同的位置明暗纹情况相同,若工件不平整,则条纹会凸起,向左向右都有可能,关键是看不平整的地方是凸起还是凹陷。
手压玻璃板时,空气层厚度改变,会使得条纹移动。
例如左凸的原因是工件表面有凹陷(凸起),凹陷(凸起)处空气层厚度和其左边工件平面上的空气厚度相同,所以条纹向左凸。
利用劈尖干涉检测部件平整度的研究
用劈尖干涉检测部件平整度的研究李江(曲靖师范学院物理与电子工程学院云南曲靖 655011)摘要: 根据劈尖干涉原理,在显微镜下观察干涉图样,可以简单的判断某些部件的平整度.若使一块平滑玻璃板和待测部件间形成一个很小的角度,就构成一个楔形空气薄膜,用已知波长的单色光入射后就会产生干涉条纹。
如果条纹向靠近劈尖的顶角侧弯曲时,说明部件该处是下凹的;若条纹向远离劈尖的顶角侧弯曲时,说明部件在该处是凸起的。
这种判断方法简单,易于操作,是工业上常用的一种判断部件平整度的方法。
关键词: 劈尖干涉;楔形空气薄膜;干涉条纹目录第一章引言 4第二章实验原理 5第三章实验步骤 7第四章实验误差分析 7第五章实验总结 8第一章引言劈尖干涉实质上是等厚干涉,为了简单判断某些金属部件的平整度,将其作为劈尖的下底面得出干涉图样,观察干涉图样的凹凸性就可简单的判定部件的平整度。
前人在基于等厚干涉原理的基础上,通过劈尖干涉可测出某些透明液体的折射率和薄片的厚度,使折射率在光学领域充满色彩,后人也采用了不同的方法测量了这个光学量,并且测量方法也越来越精确。
本实验是通过劈尖干涉得到干涉图样,间接地检测部件平整度,通过分析光程差,易得当平面平整时,厚度是均匀变化的,则在显微镜得到的干涉条纹为平滑的直线。
当显微镜中的图像有一下凹,条纹是等厚的点的轨迹,下凹就是厚度增加,于是这里的厚度等于比此处远离劈棱处的地方的厚度,远离劈棱的地方的轨迹偏到这里来;当显微镜中的图像有一凸起,条纹也是等厚的点的轨迹,凸起就是厚度减少,于是这里的厚度等于比此处靠近劈棱处的地方的厚度,靠近劈棱的地方的轨迹偏到这里来。
总体情况就是:当有一下凹,则条纹向靠近劈棱方向偏;若有一凸起,则条纹向远离劈棱的方向偏。
从而利用劈尖干涉原理得出干涉图样,对某些部件的平整度进行简单的检测。
第二章实验原理将两块玻璃板n1和n2叠起来,在一端垫一根细丝(或纸片), 两板之间形成一层空气膜,形成空气劈尖。
利用劈尖干涉检测工件的平滑程度
利用劈尖干涉检测工件的平滑程度姓名沈霞民专业电子工程学号C042012013 摘要空气劈尖的等厚干涉,可测量精确加工工件表面极小纹路的深度,在生活中有着广泛的运用。
关键词劈尖等厚干涉现有一标准的平滑玻璃片和一待测工件,将待测工件放在下面且待测表面向上,把标准玻璃片置于上方,在两者之间放一薄片,组成一空气劈尖。
用单色平行光垂直照射到玻璃片上,在显微镜中观察干涉条纹,可能会出现三种情形。
干涉条纹现象如下一.明暗相间的与棱边平行的等间距直条纹二.明暗相间但与棱边不平行的弯曲且向左凸的条纹三.明暗相间但与棱边不平行的弯曲且向右凸的条纹由干涉条纹可知情形一待测工件表面是平滑的,因为条纹是等间距直条纹;情形二待测工件表面是下凹的,因为本应在该处不出现明纹,却出现与高级次在同一级次的干涉明纹,可知此处光程差变大了;情形三待测工件表面是上凸的,因为本应在该处不出现明纹,却出现与低级次在同一级次的干涉明纹,可知此处光程差变小了。
下面将通过理论计算求出待测工件表面上凸或下凹的程度。
以情形二为例。
由干涉条纹可知,相邻两明纹之间的距离为b ,明纹偏离的大小为a ,假设下凹深度为h ∆2/2λδ+=ne =λk ,(明纹)...2,1=k 暗纹)...(2,1,0,2/)12(2/2=+=+=k k ne λλδ n e e k k 2/e 1λ=-=∆+很小)θθθ(,sin l l e ≈=∆ )1n (,2/===b n l θλ很小)θθλθ(,tan 2/≈=b θtan /=∆a hb a h 2/λ=∆通过以上计算,很好地得出了待测工件表面下凹了b a h 2/λ=∆。
根据此表达式可以得出,当a 越大,b 越小,工件表面越不平滑。
将此方法运用于实际中,能够精确地判断出工件是否符合工业标准,筛选出合格的产品。
干涉法检测平整度原理
干涉法检测平整度原理嘿,你有没有想过,那些看起来光滑平整的东西,到底是怎么被精确检测出它到底有多平的呢?今天呀,我就来给你讲讲这个超级有趣的干涉法检测平整度的原理。
我有个朋友叫小李,他在一家精密仪器制造厂里工作。
有一次,我去他厂里参观,看到那些高精度的零件,表面光滑得就像镜子一样。
我就好奇地问他:“你们怎么知道这表面平不平啊?眼睛看可不准呢。
”小李就神秘地笑了笑,说:“这就得靠干涉法啦。
”那干涉法到底是啥呢?简单来说,就像是水面上的涟漪在“说话”一样。
我们都知道,光是一种波,当两束光相遇的时候呢,就会发生干涉现象。
这就好比是两个人在操场上跑步,他们的脚步如果合拍,就会产生一种特殊的效果。
在干涉法检测平整度里,我们会用到两束光,一束光直接照在要检测的平面上,另一束光呢,经过一个标准的平面反射后再照过来。
想象一下,如果我们要检测的平面是完全平整的,那这两束光就像是两个配合默契的小伙伴。
它们叠加在一起的时候,就会形成一种稳定的干涉条纹。
这些条纹就像是平静湖面上规则的涟漪,整整齐齐的。
我当时就对小李说:“哇塞,这就像排队一样整齐啊!”小李笑着点头说:“没错呢。
”可是,如果这个被检测的平面不平整,那可就像捣乱分子闯进了整齐的队伍里。
平面上凸起或者凹陷的地方,会让光的路程发生变化。
就好比是一个人在跑步的时候突然多跑了几步或者少跑了几步。
这样一来,两束光叠加的时候,干涉条纹就不再整齐了,会变得歪歪扭扭的,就像平静的湖面被风吹得泛起了杂乱的波纹。
我又好奇地问小李:“那你们怎么从这些条纹里知道平面到底哪里不平呢?”小李拉着我到一台仪器旁边,指着屏幕上的干涉条纹图说:“你看啊,这里条纹弯曲或者变形的地方,就对应着平面上不平的地方。
如果条纹弯得厉害,那就说明这个地方的平整度偏差很大。
”这就好像是通过观察涟漪的混乱程度,就能知道湖底哪里有石头或者坑洼一样。
干涉法检测平整度的精度可是相当高的呢。
它就像一个超级敏锐的眼睛,能够发现那些极其微小的不平。
劈尖干涉实验误差分析
劈尖干涉实验误差分析
实验总结:
1.在实际测量中,出现了一下情况:随测量次数的增多,圆心位置发生了变化,这种现象是与理论相悖的,原因是由于M1与M2’未达到完全平行或调整仪器时未调整好,而且圆心偏移速度越快越说明M1与M2’平行度越差。
2.在测量完第一组数据后,反向旋转时会在旋转相当多圈后才会出现中心圆环的由吞吐变吐,这个转变不是立即就完成的,这是因为仪器右侧的旋钮为微调旋钮,使用它对干涉仪的性质改变影响较小,故有吞变吐需要旋转相当一段时间,此时应旋转中部大旋钮,再使用微调,但不要忘记刻度盘调零。
3.两组数据所测得的结果相差较大,这可能是由于测量过程的误差或操作失误所引起的,应尽量避免。
4.实验中还观察到许多现象,如M1上出现很多光斑,其中有亮有暗,同心圆的粗细和疏密变化等等。
但由于理论知识的缺乏,我们尚无法给出上述问题的完美解释,需要我们进一步的学习与探索。
一进行分析讨论。
从数据表格可以看到,在误差允许范围内,测量波长与理论波长一致,验证了这种测试方法的可行性。
5.误差分析:①实验中空程没能完全消除;②实验对每一百条条纹的开始计数点和计数结束点的判定存在误差;③实验中读数时存在随机误差;④实验器材受环境中的振动等因素的干扰产生偏差。
3)实验结果:经分析,当顺时针转动旋钮时,“吐”出圆环,此时测得一波长,当逆时针转动旋钮时,“吞”出圆环,此时亦测得一波长。
将二者取平均值得测得光的波长:,P=0.95。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
用劈尖干涉检测部件平整度的研究
李江
(曲靖师范学院物理与电子工程学院云南曲靖655011)
摘要: 根据劈尖干涉原理,在显微镜下观察干涉图样,可以简单的判断某些部件的平整度.若使一块平滑玻璃板和待测部件间形成一个很小的角度,就构成一个楔形空气薄膜,用已知波长的单色光入射后就会产生干涉条纹。
如果条纹向靠近劈尖的顶角侧弯曲时,说明部件该处是下凹的;若条纹向远离劈尖的顶角侧弯曲时,说明部件在该处是凸起的。
这种判断方法简单,易于操作,是工业上常用的一种判断部件平整度的方法。
关键词: 劈尖干涉;楔形空气薄膜;干涉条纹
目录
第一章引言 (3)
第二章实验原理 (4)
第三章实验步骤 (6)
第四章实验误差分析 (6)
第五章实验总结 (7)
第一章引言
劈尖干涉实质上是等厚干涉,为了简单判断某些金属部件的平整度,将其作为劈尖的下底面得出干涉图样,观察干涉图样的凹凸性就可简单的判定部件的平整度。
前人在基于等厚干涉原理的基础上,通过劈尖干涉可测出某些透明液体的折射率和薄片的厚度,使折射率在光学领域充满色彩,后人也采用了不同的方法测量了这个光学量,并且测量方法也越来越精确。
本实验是通过劈尖干涉得到干涉图样,间接地检测部件平整度,通过分析光程差,易得当平面平整时,厚度是均匀变化的,则在显微镜得到的干涉条纹为平滑的直线。
当显微镜中的图像有一下凹,条纹是等厚的点的轨迹,下凹就是厚度增加,于是这里的厚度等于比此处远离劈棱处的地方的厚度,远离劈棱的地方的轨迹偏到这里来;当显微镜中的图像有一凸起,条纹也是等厚的点的轨迹,凸起就是厚度减少,于是这里的厚度等于比此处靠近劈棱处的地方的厚度,靠近劈棱的地方的轨迹偏到这里来。
总体情况就是:当有一下凹,则条纹向靠近劈棱方向偏;若有一凸起,则条纹向远离劈棱的方向偏。
从而利用劈尖干涉原理得出干涉图样,对某些部件的平整度进行简单的检测。
第二章实验原理
将两块玻璃板n1和n2叠起来,在一端垫一根细丝(或纸片), 两板之间形成一层空气膜,形成空气劈尖。
如图2所示,形成与劈尖棱角平行,明暗相间的等厚条纹.观察劈尖干涉的实验装置如图1所示从点光源S 发出的光经透镜L 变成平行光,在经过半透半反玻璃片M 射向空气劈尖,自劈尖上下两表面反射后形成相干光,径路显微镜T,就能在劈尖上表面观察到明暗相间均匀分布的干涉条纹。
图 1
如图2所示,设两玻璃板之间的夹角为,玻璃的折射率为1n ,空气的折射率为1。
由于θ角很小,在实验中,单色平行光几乎垂直地射向劈面,所以劈尖上下两表面的反射光线与入射光线近乎重合。
设在P 点出,劈尖对应的厚度d ,因为1n >1,所以劈尖表面无半波损失.因此上下两表面反射光的光程差为:nd 2=∆。
图 2
反射光是相干光,相干叠加明暗纹的条件是
当
公式 1
nd 2=∆=2k
2
λ (k=0,1,2....) 时干涉相长,得亮纹。
当
公式 2 nd 2=∆=(2k+1)
2
λ (k=0,1,2…)时干涉相消,的暗纹。
每一明条纹或暗条纹都与一定的K值对应,也就是与劈尖的厚度d 相对应。
在两玻璃片相接触处,劈尖的厚度d =0,由无半波损失的存在,所以在棱边处为明条纹。
任何相邻明条纹或暗条纹所对应的厚度差为:
2λ
=∆d
我们分析实验采用空气劈尖,n=1。
若相邻两条明条纹或暗条纹之间的距离为则可知:因为角度很小,所以θ
λ2=∆l 所以为使实验条纹凹凸明显,使θ越小,l ∆就越大,即干涉条纹越疏。
当平面平整时,厚度均匀变化,条纹为直线。
当显微镜中的图像有一下凹,条纹是等厚的点的轨迹,下凹就是厚度增加,于是这里的厚度等于比此处远离劈棱处
(厚度为o的地方)的地方的厚度,远离劈棱的地方的轨迹偏到这里来,总体情况就是:条纹向劈棱方向偏。
若有一凸起,向远离劈棱的方向偏。
第三章实验步骤
将两块玻璃板叠在一起,在一侧放一块薄片,将一束单色光垂直照射到上玻璃板,在光学显微镜内观察干涉条纹。
用图甲所示的空气劈尖检查部件表面的平整度,出现如图乙、丙所示的条纹。
用干涉法检查平面,如图甲所示,两板之间形成一层空气膜,用单色光从上向下照射,入射光从空气膜的上下表面反射出两列光波,形成干涉条纹。
如果被检测平面是光滑的,得到的干涉图样必是等距的。
如果某处凹下去,则对应明纹(或暗纹)提前出现,如图乙所示;如果某处凸起来,则对应条纹延后出现,如图丙所示。
(注“前”与“延后”不是指在时间上,而是指由左向右的位置顺序上。
)
图 3
实验结果表明,条纹向劈尖的顶角侧弯曲时说明部件该处是一个下凹的;条纹远离顶角弯曲时,部件该处是凸起的。
第四章实验误差分析
两玻璃板之间的角度要控制好,如若过大,将无法观察到实验现象,若过小,条纹将分辨不出来。
其次,要注意劈尖的质量。
本实验必须小心实验误差,否则将观察不到实验现象。
第五章实验总结
在实验中,越来越注重实验的准确性,有些实验仪器必须保持一定的平整度,精确实验结果。
在生活中,工厂生产的产品也注重产品的质量,提升产品的光洁度,运用劈尖干涉原理对产品的检测是一种很好的方法。
参考文献
[1] 赵新闻,扬兵初,黄生祥. 对劈尖薄膜等厚干涉光程差公式的推导[J]. 物理与工程,
2006.02期: 11~12.
[2]姚启钧. 光学教程[M]. 北京:高等教育出版社, 2005: 95~100.
[3]梁铨廷。
物理光学[M]。
北京:电子工业出版社,2008:1091~12.。