(3.1.12)--等厚干涉大学物理实验.ppt

**物理实验教学中心1加深对光的等厚干涉原理的理解；2学会用牛顿环测量曲率半径的方法；3学会用劈尖干涉法测量薄片厚度的方法。等厚干涉1、光的相干条件：1）振动方向相同；2、频率相同；3、相位差恒定。2、获得相干光的方法：1）将一束光分成两束；2）设法使这两束光相遇。3、实验中哪两束光相遇，产生干涉？（画草图）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。等厚干涉等厚干涉是光在特定的条件下产生的一种干涉现象。它在生产生活实践中有很大的应用，例如测量光波波长、测量微小物体的长度、厚度以及角度，检测工件表面的光洁度和平整度等等。牛顿环：是光的一种干涉图样。是牛顿在1675年首先观察到的现象。这个实验成为光的波动说的有力证据之一。并在19世纪初，英国科学家托马斯用光的波动说完满地解释了牛顿环实验。实验原理将一曲率半径很大的平凸玻璃透镜的凸面置于一光学平板玻璃上，则在透镜凸面和平板玻璃间就形成一层空气薄膜，其厚度从中心触点到边沿逐渐增加。当以平行单色光垂直照射时，来自薄膜上下两表面的反射光相互干涉，形成以接触点为中心的一组明暗相间的同心圆环。该干涉条纹最早被牛顿发现，所以称为牛顿环（Newton-ring）1、用牛顿环测平凸透镜的曲率半径实验公式：在空气厚度为e的地方，上下表面反射的光的光程差为2e+λ/2，当光程差为(2k+1)λ/2处为干涉暗条纹，得到曲率半径计算公式：需要测出暗纹直径【实验步骤】1．牛顿环测量平凸透镜的曲率半径（1）点亮钠光灯，对钠光灯进行预热，处稳定状态再进行实验。（2）将读数显微镜的镜筒调至中央附近。将45度平面镜调成如图1所示的位置,使光垂直照在平凸透镜装置上。边调节平板玻璃角度，边移动钠光灯的位置。此时通过目镜可以看到明亮的黄色背景；S（3）转动目镜,使十字叉丝最清晰，移动牛顿环，使牛顿环圆心与十字叉丝中心重合,纵丝应与各暗环相切。（4）将牛顿环按图所示放在显微镜的平台上，将显微镜目镜调到最低,注意不要碰到显微镜,然后由下向上缓慢移动显微镜镜筒，直至看清干涉条纹为止.（5）转动测微鼓轮，先使镜筒由牛顿环中心向左移动，顺序数到第32个暗环，再反向移动到第30暗环并记录，依次记录30-26、10-6的暗环位置的读数。再继续向右移动，使十字叉丝经过圆心再依次测出右侧第6-10、26-30暗环位置的读数。（6）求出透镜的曲率半径R及其不确定度UR次数环级Xi(mm)（左）Xi′(mm)（右）Di=xi-xi′(mm)（直径）Di2(mm)2Pi=|Di+52-Di2|(mm)2130229328427526610798897106【数据记录表格】1.计算平凸透镜的曲率半径(m-n=20)2.c=2(置信概率P=95.5%)3.计算R的总不确定度4.相对不确定度E5.结果表示：E=(P=95.5%)用劈尖测细丝直径将两块光学平板玻璃重叠在一起，在一端插入一细丝，则在两平板玻璃间形成一空气劈尖。当一束平行单色光垂直入射时，在空气劈尖上下两表面反射的光将发生干涉，形成一组明暗相间的、与玻璃板交线平行的等间距的干涉条纹。L其中：n为垂直条纹方向上单位长度内的暗条纹数L为玻璃板交线到细丝之间的长度d需测和实验公式：细丝直径为：L=43.56mm玻璃板交线细丝（头发丝）劈尖【数据记录表表格】玻璃板到细丝的长度L=(mm)次数i条数起点xi(mm)终点x’i(mm)?i=xi-x’i(mm)50条暗纹长度ni=50/?i(条/mm)单位长度的暗纹数150条250条350条测细丝直径步骤：（1）将被测细丝夹在两块平板玻璃的一端，另一端直接接触（注意：细丝要和玻璃板交线平行），形成劈尖，然后置于显微镜的载物台上。（2）调节显微镜位置，看清干涉条纹。（3）测出50条暗纹的长度，