光的干涉现象及应用

则R=r2/2d
若该圆环是第m级暗环，d=mλ/2， 若该圆环是第m级暗环，d=mλ/2， R=r2/mλ (1)
R
A
Q O
所以, 所以,
r
B百度文库
E
实际上， 实际上，在接触处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， 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（ 式来测定R 而用（ 式计算R 因此不能用（1）式来测定R。而用（2）式计算R R=(Dm2－ Dn2)/4(m－n) λ )/4(m－ (2) 牛顿环
实验原理： 实验原理：
1、等厚干涉
如图1所示， 如图1所示，在C点产生干涉，光线11`和22`的光程差为△=2d+λ/2 ， 式中λ/2是因为光由光 点产生干涉，光线11`和22`的光程差为 的光程差为△ 式中λ/2是因为光由光 疏媒质入射到光密媒质上反射时，有一相位突变引起的附加光程差。 疏媒质入射到光密媒质上反射时，有一相位突变引起的附加光程差。 S 当光程差 △=2d+λ/2=(2k+1)λ/2, 即d=k λ/2时 λ/2时 d=(k－1/2)λ/2时 当光程差 △=2d+λ/2=kλ/2, 即d=(k－1/2)λ/2时 产生暗条纹; 产生暗条纹; 产生明条纹; 产生明条纹;
光的干涉现象及应用
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 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， 生干涉现象———明暗条纹 光的干涉在科研、生产和生活中有着广泛应用， 明暗条纹。 生干涉现象———明暗条纹。光的干涉在科研、生产和生活中有着广泛应用，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， 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沙现象及其应用。 微小角度等等。通过本实验可以深刻地理解等厚干沙现象及其应用。
图２
3、劈尖干涉： 劈尖干涉：
图３
将两块光学平玻璃重叠在一起，在一端插入一薄纸片，则 将两块光学平玻璃重叠在一起，在一端插入一薄纸片， 在两玻璃板间形成一空气劈尖，如图4所示。K级干涉暗条纹对 在两玻璃板间形成一空气劈尖，如图4所示。 应的薄膜厚度为d=kλ/2 k=0时 应的薄膜厚度为d=kλ/2 k=0时，d=0, 即在两玻璃板接触处为 零级暗条纹；若在薄纸处呈现k=N 级条纹， 零级暗条纹；若在薄纸处呈现k=N 级条纹，则薄纸片厚度为 d’=N λ/2 若劈尖总长为Ｌ， Ｌ，再测出 若劈尖总长为Ｌ，再测出 相邻两条纹之间的距离为△x,则暗条纹总数为Ｎ＝Ｌ／△ 则暗条纹总数为Ｎ＝Ｌ／ 相邻两条纹之间的距离为△x,则暗条纹总数为Ｎ＝Ｌ／△x 即 d’=L λ/2 △x
1` 2 2` 1 d
图1
因此,在空气薄膜厚度相同处产生同一级的干涉条纹, 等厚干涉条纹 因此,在空气薄膜厚度相同处产生同一级的干涉条纹,叫等厚干涉条纹。 条纹。
2、用牛顿环测透镜的曲率半径
将一个曲率半径较大的平凸透镜的凸面置于一块光学平板玻璃上则 可组成牛顿环装置。如图2所示。这两束反射光在AOB表面上的某一点 表面上的某一点E 可组成牛顿环装置。如图2所示。这两束反射光在AOB表面上的某一点E 相遇，从而产生E点的干涉。由于AOB表面是球面 表面是球面， 相遇，从而产生E点的干涉。由于AOB表面是球面，所产生的条纹是明 暗相间的圆环，所以称为牛顿环 如图3所示。 牛顿环， 暗相间的圆环，所以称为牛顿环，如图3所示。 由图2可知， 由图2可知，r2=（2R－d）d 2R－ 当Ｒ》d 时，可略去d２，即r2=2Rd 可略去d
d’ L
实验内容： 实验内容：
１、用牛顿环测透镜的曲率半径 ２、用劈尖干涉法测薄纸片的厚度
数据处理： 数据处理：
1、列出原始数据和中间结果的表格。 列出原始数据和中间结果的表格。
2、用逐差法处理数据并求出R及R的不确定度，3、求出薄纸片的厚度d’及d’的不确定 用逐差法处理数据并求出R 的不确定度， 求出薄纸片的厚度d’及d’的不确定 度，