等厚干涉实验
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测量牛顿环直径
•取m=15，n=5。横向改变显微镜筒位置， 使叉丝由第15圈外向第15圈移动直至叉丝 交点与之重合，读取C15，继续朝同一方向 移动叉丝至第5圈读取C5 ；仍按原方向移动 叉丝（为防止产生空程差），越过中央暗 环，按同样方法读取C'5 、C'15 。 •将牛顿环旋转若干角度，重复以上测量共6 次。
等厚干涉实验
等厚干涉
平行光照射到薄介质上，介质 上下表面反射的光会在膜表面处发 生干涉。介质厚度相等处的两束反 射光有相同的相位差，也就具有相 同的干涉光强度，这就是等厚干涉。
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半波损失
波传播过程中，遇到波疏 介质反射，反射点入射波与反射波 有相同的相位。波由波密介质反射， 反射点入射波与反射波的相位差π， 光程差为λ/2，即产生了半波损失。
薄纸片厚度的计算
d
λ 2
n Δx
L
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不确定度评定
• 先分别计算u(D15) 和u(D5),其中B类不确定 度均可取 。0 . 01
3
• 由传递关系计算R的不确定度。 • 用同样的方法计算d的不确定度。 • 不确定度有效数字取1位。
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问题思考
（1）有时牛顿环中央是一亮斑，这 是由于平凸透镜与平板玻璃没有紧密接 触而致。试进行理论分析，并推导此时 的曲率半径计算公式。
返回
平凸透镜
平凸透镜与平板玻璃组合成牛顿环实验样
品。
平凸透镜
平板端插入一
薄纸片，制成实验样品。
平板玻璃
薄纸片
平板玻璃
返回
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
实验公式 1.牛顿环 2.劈尖
返回目录页
1.牛顿环
在空气厚度为e的地方，
返回
数据处理
数据记录 曲率半径计算 不确定度评定
返回目录页
数据记录表格
1.牛顿环
次数 1 2 3 4 C15 C5 C’15 C’5 D15 D5
单位：mm
56
下一页
2.劈尖干涉
次数 0 1 2 3 4 5 Xi
△X
L始 L末 L
单位：mm
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2
2
曲率半径计算 R Dm Dn
4(m n)
对光波说，来自大折射率介质的 反射具有半波损失。
返回
牛顿环
将一曲率半径相 当大的平凸玻璃透镜放 在一平面玻璃的上面， 则在两者之间形成一个 厚度随直径变化的空气 隙。
空气隙的等厚干 涉条纹是一组明暗相间 的同心环。该干涉条纹 最早被牛顿发现，所以 称为牛顿环（Newton -ring）
牛顿环
返回
劈尖干涉
读数标尺
读数盘
目镜 上下移动旋钮 物镜 水平移动旋钮 返回
钠灯
钠光灯是一种气体放电灯。在放电管内充 有金属钠和氩气。开启电源的瞬间，氩气放 电发出粉红色的光。氩气放电后金属钠被蒸 发并放电发出黄色光。
钠光在可见光范围内两条谱线的波长分别 为 589.59nm 和 589.00nm 。 这 两 条 谱 线 很 接近，所以可以把它视为单色光源，并取其 平均值589.30nm为波长。
（2）劈尖的夹角的正弦，试讨论当 夹角变化时，干涉条纹的疏密的变化。
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测量薄纸片厚度
•由 于 相 邻 条 纹 之 间 的 距 离 很 小 ， 为 了 减 小
测量误差，通常测量n条干涉暗条纹之间的
距离。取n=10，横向改变显微镜筒位置，使 叉丝与某级暗纹重合读取X0 ,继续朝同一方 向 移 动 叉 丝 , 每 隔 10 条 暗 纹 依 次 读 取 X1 ， X2， … ，X5。 •测量交棱到纸边的距离L，重复测5次。
上下表面反射的光的光程 差 为 2e+λ/2 ， 光 程 差 为 (2k+1) λ/2处为干涉暗条纹， 得到曲率半径计算公式：
A B
R rm 2rn2 Dm 2 Dn2
(mn) 4(mn)
C
R
r
O
e
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仪器布置
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观测牛顿环和劈尖干涉条纹
•光源对准目镜筒上的45°平板玻璃，调节平板 玻璃方向，使光垂直照在平凸透镜装置上。此 时通过目镜可以看到明亮的黄色背景。 •被测物体放到载物平台上，调节目镜清晰地看 到十字叉丝，然后由下向上移动显微镜镜筒 （为防止压坏被测物体和物镜，不得由上向下 移动！），看清牛顿干涉环。 •用同样的方法观察劈尖干涉的条纹。
L
将两块光学平玻璃重叠 在一起，在一端插入一 薄纸片，则在两玻璃板 间形成一空气劈尖
当一束平行单色光垂直 d’ 入射时，由空气层上下
表面反射的光将在空气 层上表面处发生干涉， 形成一组平行于交棱的 明暗相间、等间距的直 条纹。
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仪器介绍
读数显微镜 钠灯 平凸透镜 劈尖
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读数显微镜
测量牛顿环直径
•取m=15，n=5。横向改变显微镜筒位置， 使叉丝由第15圈外向第15圈移动直至叉丝 交点与之重合，读取C15，继续朝同一方向 移动叉丝至第5圈读取C5 ；仍按原方向移动 叉丝（为防止产生空程差），越过中央暗 环，按同样方法读取C'5 、C'15 。 •将牛顿环旋转若干角度，重复以上测量共6 次。
等厚干涉实验
等厚干涉
平行光照射到薄介质上，介质 上下表面反射的光会在膜表面处发 生干涉。介质厚度相等处的两束反 射光有相同的相位差，也就具有相 同的干涉光强度，这就是等厚干涉。
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半波损失
波传播过程中，遇到波疏 介质反射，反射点入射波与反射波 有相同的相位。波由波密介质反射， 反射点入射波与反射波的相位差π， 光程差为λ/2，即产生了半波损失。
薄纸片厚度的计算
d
λ 2
n Δx
L
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不确定度评定
• 先分别计算u(D15) 和u(D5),其中B类不确定 度均可取 。0 . 01
3
• 由传递关系计算R的不确定度。 • 用同样的方法计算d的不确定度。 • 不确定度有效数字取1位。
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问题思考
（1）有时牛顿环中央是一亮斑，这 是由于平凸透镜与平板玻璃没有紧密接 触而致。试进行理论分析，并推导此时 的曲率半径计算公式。
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平凸透镜
平凸透镜与平板玻璃组合成牛顿环实验样
品。
平凸透镜
平板端插入一
薄纸片，制成实验样品。
平板玻璃
薄纸片
平板玻璃
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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
实验公式 1.牛顿环 2.劈尖
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1.牛顿环
在空气厚度为e的地方，
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数据处理
数据记录 曲率半径计算 不确定度评定
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数据记录表格
1.牛顿环
次数 1 2 3 4 C15 C5 C’15 C’5 D15 D5
单位：mm
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2.劈尖干涉
次数 0 1 2 3 4 5 Xi
△X
L始 L末 L
单位：mm
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曲率半径计算 R Dm Dn
4(m n)
对光波说，来自大折射率介质的 反射具有半波损失。
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牛顿环
将一曲率半径相 当大的平凸玻璃透镜放 在一平面玻璃的上面， 则在两者之间形成一个 厚度随直径变化的空气 隙。
空气隙的等厚干 涉条纹是一组明暗相间 的同心环。该干涉条纹 最早被牛顿发现，所以 称为牛顿环（Newton -ring）
牛顿环
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劈尖干涉
读数标尺
读数盘
目镜 上下移动旋钮 物镜 水平移动旋钮 返回
钠灯
钠光灯是一种气体放电灯。在放电管内充 有金属钠和氩气。开启电源的瞬间，氩气放 电发出粉红色的光。氩气放电后金属钠被蒸 发并放电发出黄色光。
钠光在可见光范围内两条谱线的波长分别 为 589.59nm 和 589.00nm 。 这 两 条 谱 线 很 接近，所以可以把它视为单色光源，并取其 平均值589.30nm为波长。
（2）劈尖的夹角的正弦，试讨论当 夹角变化时，干涉条纹的疏密的变化。
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测量薄纸片厚度
•由 于 相 邻 条 纹 之 间 的 距 离 很 小 ， 为 了 减 小
测量误差，通常测量n条干涉暗条纹之间的
距离。取n=10，横向改变显微镜筒位置，使 叉丝与某级暗纹重合读取X0 ,继续朝同一方 向 移 动 叉 丝 , 每 隔 10 条 暗 纹 依 次 读 取 X1 ， X2， … ，X5。 •测量交棱到纸边的距离L，重复测5次。
上下表面反射的光的光程 差 为 2e+λ/2 ， 光 程 差 为 (2k+1) λ/2处为干涉暗条纹， 得到曲率半径计算公式：
A B
R rm 2rn2 Dm 2 Dn2
(mn) 4(mn)
C
R
r
O
e
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仪器布置
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观测牛顿环和劈尖干涉条纹
•光源对准目镜筒上的45°平板玻璃，调节平板 玻璃方向，使光垂直照在平凸透镜装置上。此 时通过目镜可以看到明亮的黄色背景。 •被测物体放到载物平台上，调节目镜清晰地看 到十字叉丝，然后由下向上移动显微镜镜筒 （为防止压坏被测物体和物镜，不得由上向下 移动！），看清牛顿干涉环。 •用同样的方法观察劈尖干涉的条纹。
L
将两块光学平玻璃重叠 在一起，在一端插入一 薄纸片，则在两玻璃板 间形成一空气劈尖
当一束平行单色光垂直 d’ 入射时，由空气层上下
表面反射的光将在空气 层上表面处发生干涉， 形成一组平行于交棱的 明暗相间、等间距的直 条纹。
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读数显微镜 钠灯 平凸透镜 劈尖
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读数显微镜