等厚干涉实验报告记录
光等厚干涉实验报告
光等厚干涉实验报告光等厚干涉实验报告引言：光等厚干涉实验是一种常用的光学实验，通过观察干涉条纹的形成和变化，可以深入理解光的波动性质和干涉现象。
本文将介绍光等厚干涉实验的原理、实验装置和实验结果，并对实验现象进行解释和分析。
一、实验原理：光等厚干涉实验是基于光的干涉现象，利用光的波动性质进行研究。
当光线经过介质的两个表面时，会发生反射和折射，并且在介质内部会发生干涉现象。
在等厚干涉实验中，我们使用一块等厚玻璃片，将光线射入玻璃片后，光线会在玻璃片内部发生多次反射和折射，形成干涉条纹。
二、实验装置：实验装置主要由以下几个部分组成：1. 光源：使用单色光源，如激光器或单色光电源，以保证光的单色性。
2. 等厚玻璃片：选取一块透明度高、表面平整的玻璃片，保证实验的准确性。
3. 透镜：用于调节光线的入射角度和聚焦光线。
4. 探测器：使用光电探测器或目镜等设备，用于观察和记录干涉条纹的变化。
三、实验步骤：1. 将光源对准等厚玻璃片的一侧，使光线垂直入射。
2. 调节透镜，使光线通过等厚玻璃片后尽可能平行。
3. 观察玻璃片的另一侧，可以看到干涉条纹的形成。
4. 调节透镜和光源的位置，观察干涉条纹的变化。
四、实验结果：在实验中，我们可以观察到以下几个现象：1. 干涉条纹的形成：在等厚玻璃片的一侧观察，可以看到一系列明暗相间的条纹，这就是干涉条纹。
条纹的明暗变化与光的干涉现象有关。
2. 条纹的间距：通过调节透镜和光源的位置，可以改变条纹的间距。
当透镜与光源之间的距离增加时，条纹的间距变大；反之，间距变小。
3. 条纹的颜色：干涉条纹的颜色与光的波长有关。
当光的波长增大时，条纹的颜色由蓝色向红色变化。
五、实验解释和分析：1. 干涉条纹的形成原理：当光线射入等厚玻璃片后，会发生多次反射和折射。
在光线反射和折射的过程中，不同路径的光线会相互干涉，形成明暗相间的条纹。
2. 条纹的间距变化原理：条纹的间距与光线的入射角度和玻璃片的厚度有关。
等厚干涉实验报告范文
课程名称：大学物理实验（一）实验名称：等厚干涉二、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人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(如图1所示)，由于a1、b1有恒定的光程差，因而将在 B点产生干涉。
图1 薄膜等厚干涉光路图若平行光束a、b垂直入射到薄膜面，即i=r=0，薄膜厚度为d，则a b的光程差为λ=2nd+λ2 (1)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，因此明暗条纹出现的条件是暗纹:2nd+λ2=(2m+1)λ2，m=0，1，2，3... (2)明纹:2nd+λ2=2mλ2，m=1，2，3... (3)很容易理解，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(如图2、3所示)。
图2牛顿环等厚干涉图样图3牛顿环等厚干涉光路图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(如图1所示)，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. 牛顿环干涉原理:牛顿环装置: 右图,牛顿环装置是由一块曲率半径很大的平凸透镜和一块光学平面玻璃用金属框架固定而成的。
当入射光(钠黄光)垂直入射时,经平凸透镜与平面玻璃之间的空气层上. 两个表面反射的两束产生干涉。
由于是等厚干涉，因而生成一系列明暗相间的同心圆环。
3.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 k，考虑到下界面反射时有半波损失x/2，当光线垂直人射时总光程差由薄膜干涉公式可求，即∆=2nd k+λ2=2d k+λ2 (4)式中，n为空气的折射率，n=1，根据干涉条件，有明纹：kλ，k=1,2,3 (5)暗纹:(2k+1)λ2,k=0,1,2,3 (6)由图4的几何关系可得r k2=R-(R-d k)²=2R d k-d k2 (7)因为R>>d，式(7)中的d可略去，有 (8)d k=r k22R联立式(4)、(5)、(6)、(8)，得明环：r k2=(2k-1)Rλ，k=1.2.3 (9)2，k=0，1.2，3 (10)暗环：r k2=kRλ2图4 牛顿环等厚干涉光路图原则上，若已知 a，用读书显微镜测出环的半径r，就可利用式(3-8)(3-9)求出曲率半径R。
等厚干涉实验报告数据
等厚干涉实验报告数据等厚干涉实验报告数据等厚干涉实验是一种常见的光学实验，通过光的干涉现象来研究光的性质和波动特性。
在这篇文章中，我将介绍一些等厚干涉实验的基本原理和实验数据，并讨论其应用和意义。
等厚干涉实验是利用光的干涉现象来观察透明薄片的厚度变化。
当一束平行光照射到透明薄片上时，光线会经过薄片的两个表面，发生反射和折射。
如果薄片的厚度是均匀的，光线在薄片内部会发生干涉现象，形成明暗条纹。
在实验中，我们使用一台干涉仪来观察等厚干涉现象。
干涉仪由一束光源、一个分束器和一个合束器组成。
光源发出的光经过分束器分成两束，一束照射到透明薄片上，另一束照射到参考平面上。
两束光线再次合并，形成干涉条纹。
通过观察干涉条纹的变化，我们可以得到薄片的厚度信息。
实验数据显示，当薄片的厚度变化时，干涉条纹的间距也会发生变化。
当薄片的厚度增加时，干涉条纹的间距变大；当薄片的厚度减小时，干涉条纹的间距变小。
通过测量干涉条纹的间距，我们可以计算出薄片的厚度。
等厚干涉实验在科学研究和工程应用中具有广泛的应用价值。
首先，它可以用来研究光的波动性质和干涉现象。
通过观察干涉条纹的变化，我们可以验证光的波动理论，并探索光的传播规律和折射定律。
其次，等厚干涉实验可以用来测量透明薄片的厚度。
在材料科学和光学工程中，我们经常需要测量薄片的厚度，以便控制产品的质量和性能。
等厚干涉实验提供了一种非接触、精确测量薄片厚度的方法。
此外，等厚干涉实验还可以用来研究光学材料的光学性质和折射率。
通过观察干涉条纹的形态和变化，我们可以推断材料的折射率，并进一步研究材料的光学特性。
在实际应用中，等厚干涉实验还可以结合其他技术和方法进行更深入的研究。
例如，我们可以将等厚干涉与激光技术相结合，实现更高精度的测量。
激光光源具有高亮度和单色性的特点，可以提供更稳定的干涉条纹和更精确的测量结果。
此外，等厚干涉实验还可以与数字图像处理技术相结合，实现自动化数据采集和分析。
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。
等厚干涉实验报告
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照射到薄膜上时，从薄膜上下表面反射的两束光将会发生干涉。
在薄膜厚度相同的地方，两束反射光的光程差相同，从而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的平面之间形成一个空气薄膜。
当平行光垂直照射时，在空气薄膜的上表面和下表面反射的光将发生干涉，形成以接触点为中心的一系列明暗相间的同心圆环，称为牛顿环。
3、牛顿环半径与曲率半径的关系设透镜的曲率半径为＄R$，形成第＄k$ 个暗环时，对应的空气薄膜厚度为＄e_k$。
根据几何关系，有：＼e_k ＝＼sqrt{R^2 （r_k)＾2} R＼由于＄r_k^2 ＝ kR\lambda$ （其中＄＼lambda$ 为入射光波长），所以可得：＼R ＝＼frac{r_k^2}｛k\lambda}＼通过测量暗环的半径＄r_k$，就可以计算出透镜的曲率半径＄R$。
三、实验仪器读数显微镜、钠光灯、牛顿环装置。
四、实验步骤1、调整仪器（1）将牛顿环装置放在显微镜的载物台上，调节显微镜的目镜，使十字叉丝清晰。
（2）调节显微镜的物镜，使其接近牛顿环装置，然后缓慢上升物镜，直到看清牛顿环的图像。
（3）调节钠光灯的位置和角度，使入射光垂直照射到牛顿环装置上。
2、测量牛顿环的直径（1）转动显微镜的测微鼓轮，使十字叉丝的交点移到牛顿环的中心。
（2）然后从中心向外移动叉丝，依次测量第＄10$ 到第＄20$ 个暗环的直径。
测量时，叉丝的交点应与暗环的边缘相切。
（3）每一个暗环的直径测量多次，取平均值。
3、数据处理（1）将测量得到的数据填入表格中，计算出每个暗环的半径。
（2）根据公式＄R ＝＼frac{r_k^2}｛k\lambda}＄，计算出透镜的曲率半径＄R$。
等厚干涉物理实验报告
等厚干涉物理实验报告
一、实验目的
通过等厚干涉实验，掌握干涉现象的基本规律，了解等厚干涉的原理和方法，掌握干涉条纹的观察方法，加深对光的波动性质的认识。
二、实验原理
等厚干涉是指两个平行的透明薄板之间夹有一层透明介质，当入射光垂直于薄板时，由于两个薄板之间的介质厚度相等，所以光线在两个薄板之间传播时，会发生干涉现象。
当两束光线在同一点相遇时，由于光的波动性质，会形成干涉条纹。
三、实验器材
等厚干涉仪、白光源、凸透镜、平行光管、三角架、卡尺、直尺、光学平台等。
四、实验步骤
1.将等厚干涉仪放在光学平台上，调整好仪器的位置和高度。
2.将白光源放在平行光管上，调整好光源的位置和方向。
3.将凸透镜放在光源前方，调整好凸透镜的位置和焦距。
4.将三角架放在等厚干涉仪的上方，将卡尺和直尺固定在三角架上。
5.调整好光源和凸透镜的位置和方向，使得光线垂直射向等厚干涉仪。
6.观察干涉条纹的形成和变化，记录下不同位置的干涉条纹图像。
7.根据记录的干涉条纹图像，计算出等厚干涉的厚度。
五、实验结果
通过实验观察和记录，得到了不同位置的干涉条纹图像，计算出了等厚干涉的厚度。
实验结果表明，等厚干涉的厚度与干涉条纹的间距成正比，与入射光的波长成反比。
六、实验结论
通过等厚干涉实验，我们掌握了干涉现象的基本规律，了解了等厚干涉的原理和方法，掌握了干涉条纹的观察方法，加深了对光的波动性质的认识。
实验结果表明，等厚干涉的厚度与干涉条纹的间距成正比，与入射光的波长成反比。
等厚干涉实验报告
等厚干涉实验报告大学物理实验（下）_____________实验名称：等厚干涉____________ 学院：信息工程学院专业班级：学生姓名：学号：_ 实验地点：基础实验大楼B313 座位号：___ 实验时间：第6周星期三下午三点四五分_______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、实验原理：1、等厚干涉光的等厚干渉，是利用透明薄膜的上下两表面对入射光依次反射，反射光相遇时发生的物理现象，干涉条件取决于光程差，光程差又取决于产生反射光的薄膜厚度，同一干涉条纹所对应的薄膜厚度相等，所以叫做等厚干渉。
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。
如图1 图12、牛顿环测定透镜的曲率半径当一个曲率半径很大的平凸透镜的凸面放在一片平玻璃上时，两者之间就形成类似劈尖的劈形空气薄层，当平行光垂直地射向平凸透镜时，由于透镜下表面所反射的光和平玻璃片上表面所反射的光互相干涉，结果形成干涉条纹。
如果光束是单色光，我们将观察到明暗相间的同心环形条纹；如是白色光，将观察到彩色条纹。
这种同心的环形干涉条纹称为牛顿环。
图3本实验用牛顿环来测定透镜的曲率半径。
如图2。
设在干涉条纹半径ｒ处空气厚度为ｅ,那么，在空气层下表面Ｂ处所反射的光线比在Ａ处所反射的光线多经过一段距离２ｅ。
此外，由于两者反射情况不同：Ｂ处是从光疏媒质（空气）射向光密媒质（玻璃）时在界面上的反射，Ａ处则从光密媒质射向光疏媒质时被反射，因Ｂ处产生半波损失，所以光程差还要增加半个波长，即：δ=2ｅ＋λ/2 （１）根据干涉条件，当光程差为波长整数倍时互相加强，为半波长奇数倍时互相抵消，因此：从上图中可知：r2=R2-(R-e)2=2Re-e2因Ｒ远大于ｅ，故ｅ2远小于２Ｒｅ，ｅ2可忽略不计，于是：ｅ＝ｒ2／2Ｒ（３）上式说明ｅ与ｒ的平方成正比，所以离开中心愈远，光程差增加愈快，所看到的圆环也变得愈来愈密。
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种用来研究光的干涉现象的实验。
在这个实验中，我们利用等厚薄膜产生的干涉条纹，来观察光的干涉现象。
本实验旨在通过观察干涉条纹的变化，来了解光的波动性质，以及干涉现象背后的物理原理。
在实验中，我们首先准备了一块平整的玻璃片，并在玻璃片表面涂上一层透明的薄膜。
然后，我们利用一束单色光照射到薄膜上，观察干涉条纹的产生和变化。
在观察的过程中，我们发现随着入射角的改变，干涉条纹的间距也会发生变化。
这说明干涉条纹的间距与入射角之间存在一定的关系。
通过对干涉条纹的观察和测量，我们可以得出一些重要的结论。
首先，干涉条纹的间距与薄膜的厚度有关，厚度越大，干涉条纹的间距也会越大。
其次，干涉条纹的间距与入射角有关，入射角越大，干涉条纹的间距也会越大。
最后，干涉条纹的间距与光的波长有关，波长越大，干涉条纹的间距也会越大。
通过这些结论，我们可以进一步了解光的波动性质。
光的等厚干涉实验为我们提供了一个直观的方式来观察光的干涉现象，同时也为我们提供了一种验证光的波动性质的方法。
通过这个实验，我们可以更深入地了解光的特性，为光学领域的研究提供了重要的实验基础。
总的来说，光的等厚干涉实验是一种重要的实验方法，通过这个实验，我们可以深入了解光的波动性质，以及干涉现象背后的物理原理。
这对于光学领域的研究具有重要的意义，也为我们提供了一个直观的方式来观察和理解光的干涉现象。
希望通过这个实验，我们可以更深入地了解光的特性，为光学领域的发展做出贡献。
等厚干涉实验报告
一、实验目得:1、、观察牛顿环与劈尖得干涉现象。
2、了解形成等厚干涉现象得条件极其特点。
3、用干涉法测量透镜得曲率半径以及测量物体得微小直径或厚度。
二、实验原理:1.牛顿环牛顿环器件由一块曲率半径很大得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,由于平凸透镜与玻璃之间存在一层从中心向外厚度递增得空气膜, 经空气膜与玻璃之间得上下界面反射得两束光存在光程差, 它们在平凸透镜得凸面(底面)相遇后将发生干涉, 干涉图样就是以接触点为中心得一组明暗相间、内疏外密得同心圆, 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得空气薄膜厚度相等, 故称为等厚干涉。
牛顿环实验装置得光路图如下图所示：设射入单色光得波长为λ,在距接触点r k处将产生第ｋ级牛顿环, 此处对应得空气膜厚度为d k, 则空气膜上下两界面依次反射得两束光线得光程差为式中，ｎ为空气得折射率(一般取1）, λ／２就是光从光疏介质(空气)射到光密介质（玻璃)得交界面上反射时产生得半波损失。
根据干涉条件，当光程差为波长得整数倍时干涉相长，反之为半波长奇数倍时干涉相消,故薄膜上下界面上得两束反射光得光程差存在两种情况:由上页图可得干涉环半径r k, 膜得厚度ｄk与平凸透镜得曲率半径R之间得关系。
由于dk远小于R, 故可以将其平方项忽略而得到。
结合以上得两种情况公式,得到：K=1,2,3,…、, 明环K=0,1,2,…、, 暗环,由以上公式课件, r k与d k成二次幂得关系,故牛顿环之间并不就是等距得, 且为了避免背光因素干扰, 一般选取暗环作为观测对象。
而在实际中由于压力形变等原因, 凸透镜与平板玻璃得接触不就是一个理想得点而就是一个圆面; 另外镜面沾染回程会导致环中心成为一个光斑, 这些都致使干涉环得级数与半径无法准确测量。
而使用差值法消去附加得光程差,用测量暗环得直径来代替半径,都可以减少以上类型得误差出现。
南昌大学等厚干涉实验报告
南昌大学物理实验报告课程名称：南昌大学物理实验实验名称：光的等厚干涉学院：第四临床医学院专业班级学生姓名：学号：实验地点：基础实验大楼313教室座位号：22实验时间：第11周星期六下午4点开始一、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特点和条件；4. 利用干涉原理测量平凸透镜的曲率半径和金属细丝的直径。
5. 学习读数显微镜的使用。
二、实验原理：牛顿环测定透镜的曲率半径当一个曲率半径很大的平凸透镜的凸面放在一片平玻璃上时，两者之间就形成类似劈尖的劈形空气薄层，当平行光垂直地射向平凸透镜时，由于透镜下表面所反射的光和平玻璃片上表面所反射的光互相干涉，结果形成干涉条纹。
如果光束是单色光，我们将观察到明暗相间的同心环形条纹；如是白色光，将观察到彩色条纹。
这种同心的环形干涉条纹称为牛顿环。
本实验用牛顿环来测定透镜的曲率半径。
如图2。
设在干涉条纹半径ｒ处空气厚度为ｅ,那么，在空气层下表面Ｂ处所反射的光线比在Ａ处所反射的光线多经过一段距离２ｅ。
此外，由于两者反射情况不同：Ｂ处是从光疏媒质（空气）射向光密媒质（玻璃）时在界面上的反射，Ａ处则从光密媒质射向光疏媒质时被反射，因Ｂ处产生半波损失，所以光程差还要增加半个波长，即：δ=2ｅ＋λ/2 （１）根据干涉条件，当光程差为波长整数倍时互相加强，为半波长奇数倍时互相抵消，因此：从上图中可知：r2=R2-(R-e)2=2Re-e2因Ｒ远大于ｅ，故ｅ2远小于２Ｒｅ，ｅ2可忽略不计，于是：ｅ＝ｒ2／2Ｒ（３）上式说明ｅ与ｒ的平方成正比，所以离开中心愈远，光程差增加愈快，所看到的圆环也变得愈来愈密。
把上面（３）式代入（２）式可求得明环和暗环的半径：如果已知入射光的波长λ，测出第ｋ级暗环的半径ｒ，由上式即可求出透镜的曲率半径Ｒ。
但在实际测量中，牛顿环中心不是一个理想的暗点，而是一个不太清晰的暗斑，无法确切定出ｋ值，又由于镜面上有可能存在微小灰尘，这些都给测量带来较大的系统误差。
物理论文等厚干涉牛顿环实验报告记录
物理论文等厚干涉牛顿环实验报告记录————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：等厚干涉——牛顿环实验报告【关键词】牛顿环、光的干涉现象【实验目的】(1)用牛顿环观察和分析等厚干涉现象；(2)学习利用干涉现象测量透镜的曲率半径；【实验原理】通常将同一光源发出的光分成两束光，在空间经过不同的路程后合在一起产生干涉。
牛顿环是典型的等厚干涉现象。
牛顿环实验装置通常是由光学玻璃制成的一个平面和一个曲率半径较大的球面组成，在两个表面之间形成一劈尖状空气薄层。
以凸面为例，当单色光垂直入射时，在透镜表面相遇时就会发生干涉现象，空气膜厚度相同的地方形成相同的干涉条纹，这种干涉称作等厚干涉。
在干涉条纹是以接触点为中心的一系列明暗相间的同心圆环，称牛顿环。
相关计算：由于透镜表面B点处的反射光1和玻璃板表面C点的反射光2在B点出发生干涉，在该处产生等厚干涉条纹。
按照波动理论，设形成牛顿环处空气薄层厚度为d，两束相干光的光程差为：△=2d + λ/ 2 = kλ当适合下列条件时有△=2d + λ/ 2 = kλ---------（1）( K = 1，2，3，... 明环)△=2d + λ/ 2 = (2k+1)λ/2---------（2）( K = 1，2，3，... 暗环)式中λ为入射光的波长，λ/2 是附加光程差，他是由于光在光密介质面上反射时产生的半波损失而引起的公式（2）表明，当K=0 时（零级），d=0，即平面玻璃和平凸透镜接触处的条纹为暗纹。
光程差Δ仅与d 有关，即厚度相同的地方干涉条纹相同。
平凸透镜曲率半径的测量：由几何关系，在B点可得：r2=R2-(R2-d2)=2Rd-d2 因为R>>d 所以得上式表明d 与成正比，说明离中心越远，光程差增加越快，干涉条纹越来越密。
由公式：... (暗环)可知：若测出第K级暗环的半径，且单色光的波长已知时，就能算出球面的曲率半径R 。
(完整版)光的等厚干涉实验报告.docx
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成绩姓名童凌炜学号200767025实验台号教师签字实验时间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：射入色光的波λ，在距接触点r k将生第k 牛，此的空气膜厚度d k，空气膜上下两界面依次反射的两束光的光程差k 2nd k2式中，n 空气的折射率（一般取1），λ/2是光从光疏介（空气）射到光密介（玻璃）的交界面上反射生的半波失。
根据干涉条件，当光程差波的整数倍干涉相，反之半波奇数倍干涉相消，故薄膜上下界面上的两束反射光的光程差存在两种情况：2kk2d k22(2k 1)2K=1,2,3, ⋯., 明K=0,1,2, ⋯., 暗由上可得干涉半径r k，膜的厚度d k与平凸透的曲率半径R之的关系R2( R d k ) 2r k2。
由于 dk 小于 R，故可以将其平方忽略而得到2Rd k r k2。
合以上的两种情况公式，得到：r k22Rd k kR ，k 0,1,2..., 暗环由以上公式件，r k与 d k成二次的关系，故牛之并不是等距的，且了避免背光因素干，一般取暗作象。
等厚干涉_实验报告
一、实验目的1. 观察和分析等厚干涉现象；2. 学习利用干涉现象测量平凸透镜的曲率半径；3. 掌握读数显微镜的使用方法。
二、实验原理等厚干涉是薄膜干涉的一种，当薄膜层的上下表面有一很小的倾角时，从光源发出的光经上下表面反射后在上表面附近相遇时产生干涉，并且厚度相同的地方形成同一干涉条纹，这种干涉就叫等厚干涉。
牛顿环是等厚干涉的一个最典型的例子，其原理如下：牛顿环装置由一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块光学玻璃平板上构成。
平凸透镜的凸面与玻璃平板之间的空气层厚度从中心到边缘逐渐增加。
当平行单色光垂直照射到牛顿环上时，经空气层上、下表面反射的两光束存在光程差，它们在平凸透镜的凸面相遇后，将发生干涉。
从透镜上看到的干涉花样是以玻璃接触点为中心的一系列明暗相间的圆环，称为牛顿环。
根据干涉原理，当空气层厚度为d时，两束相干光的光程差为ΔL = 2nd +(λ/2)，其中n为空气折射率，λ为入射光的波长。
当ΔL为整数倍的波长时，产生明环；当ΔL为奇数倍的半波长时，产生暗环。
根据牛顿环的干涉条件，可以推导出牛顿环的半径与平凸透镜的曲率半径R之间的关系。
三、实验仪器与器材1. 牛顿环仪2. 读数显微镜3. 钠光灯4. 秒表5. 记录本四、实验步骤1. 将牛顿环仪放置在平稳的工作台上，调整读数显微镜使其对准牛顿环仪的中心。
2. 打开钠光灯，调整其亮度，使光线垂直照射到牛顿环仪上。
3. 观察牛顿环现象，记录明暗环的位置和数量。
4. 使用读数显微镜测量明暗环的半径，记录数据。
5. 重复实验步骤，取平均值。
五、数据处理1. 根据实验数据，计算明环和暗环的半径。
2. 根据牛顿环的干涉条件，推导出平凸透镜的曲率半径R的表达式。
3. 代入实验数据，计算平凸透镜的曲率半径R。
六、实验结果与分析1. 实验过程中观察到牛顿环现象，明暗环以接触点为中心，内疏外密。
2. 通过测量明暗环的半径，计算出平凸透镜的曲率半径R。
3. 实验结果与理论计算值基本一致，说明实验方法可靠。
等厚干涉的应用实验报告
xx年xx月xx日
• 实验目的 • 实验原理 • 实验步骤 • 实验结果与讨论 • 等厚干涉的应用 • 结论与展望
目录
01
实验目的
理解等厚干涉原理
掌握等厚干涉现象的基本原理，了解 光的波动性和干涉现象在光学领域的 应用。
理解等厚干涉产生的条件和原理，包 括薄膜的厚度、光波长等因素对干涉 条纹的影响。
02
实验原理
等厚干涉现象
等厚干涉是指两束光波在空间相遇时，由于光程差的存在，使得光波在空间某些区域发生相长或相消 的现象。
在实验中，通过调整光束的入射角和折射角，可以观察到等厚干涉现象。
干涉条件
相干光源
01
为了产生干涉现象，需要两束或多束相干光波。相干光波是指
具有相同频率、相位和振动方向的光波。
总结词
利用等厚干涉现象，可以检测光学表面的质量，如平面、球面和柱面等。
详细描述
当光线在光学表面发生反射或折射时，如果表面存在微小的起伏，就会导致光程差的变化，从而产生等厚干涉现 象。通过观察干涉条纹的形状和分布，可以判断光学表面的质量，如表面是否平整、有无划痕、有无气泡等。
薄膜厚度测量
总结词
利用等厚干涉现象，可以精确测量薄膜的厚
数据记录与分析
数据进行处理和分析，计算 干涉条纹的间距和对比度。
根据干涉条纹的分布和变化， 分析待测样品的折射率或厚度 变化。
将实验结果与理论预测进行比 较，评估实验误差和精度。
04
实验结果与讨论
实验结果展示
实验数据记录
在实验过程中，我们记录了不同 条件下干涉条纹的变化情况，包 括光源波长、光束角度、薄膜厚 度等参数。
等。
06
牛顿环等厚干涉标准实验报告
牛顿环等厚干涉标准实验报告本次实验是牛顿环等厚干涉标准实验，主要是通过实验观察和研究等厚干涉现象，探究光的传播和干涉规律。
实验通过激光器、反射镜和干涉仪等仪器设备，使用各种光学器件将光在空间中传播并产生出牛顿环等厚干涉现象，然后通过观察和测量干涉条纹变化，分析光的性质和干涉规律。
一、实验原理牛顿环等厚干涉是一种光学干涉现象，通常表示为平行两个平行透明介质之间的光的干涉。
在一个带有凸透镜的单色光源下，透过玻璃片和钢化玻璃之间的空气层之后，可以观察到一系列颜色相间的环形干涉带。
这些干涉带是由交替的明暗环组成的，其中暗环是由干涉引起的，而亮环是由衍射产生的。
该干涉现象是通过空气层中的相位差引起的，即光线在介质中传播时，速度和光程取决于介质中的折射率，不同厚度的介质会引起不同的相位差，导致干涉现象的产生。
在该实验中，使用平行玻璃片制成一个气膜，在光经过气膜后形成一系列环状干涉带。
这些干涉带间距相等，并且与气膜的厚度成正比，即同一色环的中心是等径分布的。
二、实验步骤1.将干涉仪放置在光学桌上，并将光路调整到较好的状态下。
2.开启激光器将光束引入反射镜，然后将光线引入干涉仪中。
该光线将通过反射镜和凸透镜，然后进入到平行玻璃片中产生光程差，形成牛顿环等厚干涉现象。
3.观察干涉现象，调整接收屏幕的位置，以使干涉条纹清晰可见。
4.使用显微镜或刻度尺等工具直接测量各个干涉环的半径，并记录在实验记录表格中。
5.改变光的颜色，观察干涉环的变化。
三、实验结果及分析根据观测的干涉现象和测量得到的数据，可以得出以下结论：1.牛顿环等厚干涉中，相邻两个暗环和亮环之间的间距相等，与气膜的厚度成正比，证明光是折射在气膜内部的。
2.随着光的波长的变化，干涉环的半径也会发生变化。
当光的波长变化很小时，干涉环的半径变化也很小；而当光的波长变化较大时，干涉环的半径变化也较大。
3.改变光路中的光程差，可调整干涉环的环距和条纹宽度。
4.当气膜厚度变化较小时，干涉环的环距变化较小。
等厚干涉及其应用实验报告
等厚干涉及其应用实验报告一、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、掌握用劈尖干涉测量微小厚度的方法。
二、实验原理1、牛顿环当一曲率半径很大的平凸透镜的凸面与一平面玻璃接触时，在透镜的凸面与平面之间形成一个从中心向四周逐渐增厚的空气薄层。
若以单色平行光垂直照射到该装置上，则在空气薄层的上、下表面反射的两束光线将发生干涉。
在透镜的凸面与平面的接触点处，空气层厚度为零，两反射光的光程差为零，出现暗纹。
而在离接触点较远的地方，空气层厚度逐渐增加，两反射光的光程差逐渐增大。
当光程差为半波长的奇数倍时，出现暗纹；当光程差为半波长的偶数倍时，出现亮纹。
这样，在反射光中就会形成以接触点为中心的一系列明暗相间的同心圆环，即牛顿环。
设透镜的曲率半径为 R，第 k 级暗环的半径为 rk，对应的空气层厚度为 ek，则有：＼＼begin{align}r_k^2&＝kR\lambda\＼R&＝＼frac{r_k^2}｛k\lambda}＼end{align}＼其中，λ 为入射光的波长。
2、劈尖干涉将两块平板玻璃叠放在一起，一端插入薄片，在两玻璃板间形成一楔形空气薄层。
当单色平行光垂直照射时，在空气薄层的上、下表面反射的两束光线将发生干涉。
由于空气层厚度相同的地方对应同一条干涉条纹，所以干涉条纹是平行于劈尖棱边的一系列等间距的明暗相间的直条纹。
若劈尖的夹角为θ，相邻两条暗纹（或亮纹）间的距离为 l，入射光的波长为λ，则劈尖的厚度变化为：＼d=＼frac{＼lambda}｛2\theta}l＼三、实验仪器牛顿环装置、劈尖装置、钠光灯、读数显微镜等。
四、实验内容及步骤1、观察牛顿环（1）将牛顿环装置放置在显微镜的载物台上，调节显微镜的目镜，使十字叉丝清晰。
（2）调节显微镜的物镜，使物镜接近牛顿环装置，然后缓慢向上调节，直到看清牛顿环的干涉条纹。
（3）观察牛顿环的形状、特点，注意明暗条纹的分布规律。
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等厚干涉实验报告记录————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：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。
2、了解形成等厚干涉现象的条件极其特点。
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、实验原理：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：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+=kknd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+=+=kkdkkK=1,2,3,…K=0,1,2,…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)(kkrdRR+-=。
由于dk远小于R，故可以将其平方项忽略而得到22kkrRd=。
结合以上的两种情况公式，得到：λkRRdrkk==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。
而在实际中由于压力形变等原因，凸透镜与平板玻璃的接触不是一个理想的点而是一个圆面；另外镜面沾染回程会导致环中心成为一个光斑，这些都致使干涉环的级数和半径无法准确测量。
而使用差值法消去附加的光程差，用测量暗环的直径来代替半径，都可以减少以上类型的误差出现。
由上可得：λ)(422nmddR nm--=式中，D m、D n分别是第m级与第n级的暗环直径，由上式即可计算出曲率半径R。
由于式中使用环数差m-n代替了级数k，避免了圆环中心及暗环级数无法确定的问题。
凸透镜的曲率半径也可以由作图法得出。
测得多组不同的D m和m，根据公式mRD mλ42=，可知只要作图求出斜率λR4，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：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：2)12(22λλδ+=+=kdkk可知，第k级暗条纹对应的空气劈尖厚度为k=0, 1,2λkd k =由干涉条件可知， 当k=0时d 0=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2λNd =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：L lnN =代入厚度计算式， 可得厚度/直径为：L lnd 2λ=三、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）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。
继续转动鼓轮，使十字叉线向右跨过圆环中心，使竖直叉丝依次与第21级到第30级的暗环的右内侧相切，顺次记录读数。
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。
，测量5次。
（2）在劈尖中部条纹清晰处，测出每隔10条暗纹的距离L（3）测出两玻璃搭接线到薄片的有效距离l。
（4）* 注意，测量时，为了避免螺距的空程误差，读数显微镜的测微鼓轮在每一次测量过程中只能单方向旋转，中途不能反转。
五、实验数据与处理：牛顿环直径的测量()cm 510893.5-⨯=λ λ)(422n m d d R nm i --=mn3025 2.9674 2.1534 0.8140 0.6626 0.108291.80383.1563 2.9316 2.1870 0.7446 0.5544 29 24 2.9592 2.1604 0.7988 0.6381 0.105689.59780.9503 2.9242 2.1945 0.7297 0.5325 28 23 2.9518 2.1676 0.7842 0.6150 0.103587.8160-0.8315 2.9166 2.2014 0.7152 0.5115 27 22 2.9451 2.1742 0.7709 0.5943 0.102186.6282-2.0193 2.9098 2.2082 0.7016 0.4922 26212.9378 2.1802 0.7576 0.5740 0.103187.3918-1.25572.90222.2160 0.68620.4709平均值0.104588.64750743.215251i =--=∆=∑=）（R R R iR σ0743.26475.88±=∆±=R R R%34.2≈∆=RRE用劈尖测量薄片的厚度（或细丝直径）首x尾x坐标cm3.97973.80283.72703.65143.57263.49681.80121L ∆2L ∆3L ∆4L ∆L ∆0.17690.07580.07560.07880.0767cmx 1cm x x d 21i ）（-=cm x 222i cm d 22n 2m cmd -d ）（cmi R RR -=i i v ix 1x 2x 3x 4x 5x i L ∆()cm L ∆cm 1785.2x x l =-=尾首 4108416.32L l d -⨯=⋅∆=λ六、误差分析：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。
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。
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。
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。