等厚干涉实验

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1、 波传播过程中，遇到波疏介质射，波传播过程中，遇到波疏介质射，反射点入射波与反射波有相同的相位。反射点入射波与反射波有相同的相位。波由波密介质反射，反射点入射波与波由波密介质反射，反射点入射波与反射波的相位差反射波的相位差，光程差为，光程差为/2/2，即产生了半波损失。即产生了半波损失。 对光波说，来自大折射率介质的对光波说，来自大折射率介质的反射具有半波损失。反射具有半波损失。 测波长测波长 测折射率测折射率测表面不平度测表面不平度等厚条纹等厚条纹待测工件待测工件平晶平晶h待测块规待测块规标准块规标准块规平镜平镜块规校准装置块规校准装置读数显微镜的读数方法读数显微镜的读数方法 主尺的分度值为

2、主尺的分度值为1mm，测微鼓轮共有，测微鼓轮共有100个刻度，其个刻度，其份度值为份度值为0.01mm，可估读到，可估读到0.001mm。主尺主尺 副尺副尺 15 mm 0.506mm 最后读数为：最后读数为： 15.506mm 4、学会用读数显微镜)()(0CPAPnBCABn22nh n0n0n(设设n n0)反射光反射光1h A反射光反射光2SPBC单色光单色光 当用宽光源照射楔形板时，如图所示光源S 经平板平面反射后分离的两束光相交于P点，则两束光在P点的干涉效应由光程差决定。当板的厚度很小，楔角不大时，光线又接近垂直入射，同时考虑半波损失时.2,122mmnh.2,1 ,02)12(

3、22mmnh 同一级的强度极大点的轨迹称为亮条纹； 而当光程差满足条件 时同一级的强度极小点的轨迹称为暗条纹。 n2nl2nhmrRm2dmdnrm 牛顿环装置如图所示，由干涉理论可知，当以单色光垂直照明时，便形成一组以接触o为中心的中央疏边缘密的圆环条纹，中央暗斑为零级条纹，由中心向外干涉级数逐渐递增,条纹宽度逐渐递减。设r为第m级暗环的半径，则根据光程差公式有： 这样，若测量出第m级暗环的半径，且已知所用单色光波的波长，就可计算出透镜的曲率半径R。)(4)(2222nmddnmrrRnmnm 从上面的分析可知，只要数出所测各环的环差数mn，而无须确定各环的 级数，而且直径的平方差等于弦的平

4、方差，因此就可以不必确定圆环的中心从而避免了在实验过程中所遇到的级数及圆环中心无法确定的困难。22e薄片eLdE 如图所示，在两玻璃板间插入一薄片，形成空气劈尖。用单色光垂直照射，在空气劈尖的上下两表面反射的光束发生干涉。由光的干涉理论，在玻璃交线处为零级暗纹，在劈尖厚度相等处，形成一族与交线平行且间距相等的平行条纹。则薄片厚度d为250lLd L：劈尖交线到薄片处的总长度；l: 50条干涉条纹间隔。 两光束的光程差为三、实验仪器读数显微镜钠光光源 钠光光源是一种气体放电灯。在放电管钠光光源是一种气体放电灯。在放电管内充有金属钠和氩气。开启电源的瞬间，氩内充有金属钠和氩气。开启电源的瞬间，氩气

5、放电发出粉红色的光。氩气放电后金属钠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。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钠光在可见光范围内两条谱线的波长分别为别为589.59nm和和589.00nm。这两条谱线很接。这两条谱线很接近，所以可以把它视为单色光源，并取其平近，所以可以把它视为单色光源，并取其平均值均值589.30nm为波长。为波长。1 1、用牛顿环测量透镜的曲率半径、用牛顿环测量透镜的曲率半径检查实验装置，调整到使用状态。检查实验装置，调整到使用状态。测量中，由前面的分析可知，当测量中，由前面的分析可知，当 一定时，只需测出一定时，只需测出dm

6、、dn值值 即可求出曲率半径即可求出曲率半径R, 通常为计通常为计 算方便取算方便取mn=25。为避免空程差，从中央暗斑开始，为避免空程差，从中央暗斑开始， 叉丝依次向左移至第叉丝依次向左移至第4545级暗环，级暗环， 然后倒转鼓轮，叉丝反向移动，然后倒转鼓轮，叉丝反向移动， 移至第移至第4040级暗环时开始读数。依级暗环时开始读数。依 次记下左方的第次记下左方的第3939级到级到3131级暗环级暗环 和第和第1515级到第级到第6 6级暗环的位置；再级暗环的位置；再 依次记下右方的第依次记下右方的第6 6级到第级到第1515级和级和 第第3131级到第级到第4040级暗环的位置数。级暗环的位

7、置数。u观察牛顿环干涉现象u测量透镜的曲率半径LnN 考虑到相邻干涉条纹间距较小，我们测量50条干涉条纹间距来求n。ln50注意注意 ：（1）测量）测量l时，以某一条纹为时，以某一条纹为0条纹，读出其位置条纹，读出其位置 x0，再读出第，再读出第50条条纹的位置条条纹的位置x50，得到，得到l ； （2）重复测量两次取平均值。）重复测量两次取平均值。u测量薄片厚度 由分析可知若直接数出从端头到薄片的干涉条纹总数N，即可求出d。但这一般比较困难，这里我们先测量单位长度的干涉条纹数目n，再测出劈尖交线到薄片的总长度L，最后计算N，即环的级别环的级别环的位置环的位置xm直直 径径环的级别环的级别环的

8、位置环的位置 xn直直 径径22nmddm6105893. 0 仪0.005mm 单位：单位：mmRRR用逐差法进行数据处理。用逐差法进行数据处理。R根据测量数据计算曲率半径根据测量数据计算曲率半径 及其及其 不确定度不确定度R R，并将结果表示成，并将结果表示成根据有效数字运算规则计算薄片的厚度。根据有效数字运算规则计算薄片的厚度。 思考题：思考题：1 1、为什么牛顿环的相邻、为什么牛顿环的相邻两暗纹之间的距离，靠近两暗纹之间的距离，靠近中心的比边缘的大？中心的比边缘的大？2 2、实验中牛顿环中心是、实验中牛顿环中心是亮斑而非暗斑，对实验结亮斑而非暗斑，对实验结果有无影响，为什么？果有无影响，为什么？3 3、劈尖干涉图样如图所、劈尖干涉图样如图所以，那么以，那么ABAB玻璃内表面是玻璃内表面是有凸起还是凹陷？如何测有凸起还是凹陷？如何测量凸起或凹陷的大小？量凸起或凹陷的大小？eLd薄片EAB