等厚干涉牛顿环劈尖实验报告

等厚干涉牛顿环劈尖实验 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 实验报告:牛顿环与劈尖干涉 实验八 牛顿环与劈尖干涉 实验时间:2011.04.28 实验人:陈燕纯 篇二:光的等厚干涉牛顿环实验报告 光的等厚干涉牛顿环实验报告 [实验目的] 1(观察光的等厚干涉现象，熟悉光的等厚干涉的特点。 2(用牛顿环测定平凸透镜的曲率半径。 3(用劈尖干涉法测定细丝直径或微小厚度。 [实验仪器] 牛顿环仪，移测显微镜、钠灯、劈尖等。 [实验内容] 1(用牛顿环测量平凸透镜表面的曲率半径 (1)按图11-2安放实验仪器 (2)调节牛顿环仪边框上三个螺旋，使在牛顿环仪中心出现一组同心干 涉环。将牛顿环仪放在显微镜的平台上，调节45?玻璃板，以便获得最大的照度。 (3)调节读数显微镜调焦手轮，直至在显微镜内能看到清晰的干涉条纹的像。适当移动牛顿环位置，使干涉条纹的中央暗区在显微镜叉丝的正下方，观察干涉条纹是否在显微镜的读数范围内，以便测量。 (4)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24暗环，再反向至第22暗环并使竖直叉丝对准暗环中间，开始记录。在整个测量过程中，鼓轮只能沿同一个方向依次测完全部数据。将数据填入表中，显然，某环左右位置读数之差即为该环的直径。用逐差法求出R，并计算误差。 2(用劈尖干涉法则细丝直径(选做内容) (1)将被测细丝夹在两块平板玻璃的一端，另一端直接接触，形成劈尖，然后置于读数显微镜载物台上。 (2)调(来自:www.XIelw.Com 写 论文网:等厚干涉牛顿环劈尖实验报告)节叉丝方位和劈尖放置方位，使镜筒移动方向与干涉条纹相垂直，以便准确测 出条纹间距。 (3)用读数显微镜测出20条暗条纹间的垂直距离l，再测出棱边到细丝所在处的总长度L，求出细丝直径d。 (4)重复步骤3，各测三次，将数据填入自拟表格中。求其平均值 。 [实验记录表格] =====903.711mm 篇三:光的等厚干涉 实验报告 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 姓名 童凌炜 学号 200767025实验台号 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: 设射入单色光的波长为λ， 在距接触点rk处将产生第k级牛顿环， 此处对应的空气膜厚度为dk， 则空气膜上下两界面依次反射的两束光线的光程差为 ?k?2ndk? ? 2 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: ?k?2dk? ? 2 2k? 2 (2k?1) ? 2 K=1,2,3,…., 明环 K=0,1,2,…., 暗环 由上页图可得干涉环半径rk， 膜的厚度dk 与平凸透镜的曲率半径R之间的关系 22 R2?(R?dk)2?rk。 由于dk远小于R， 故可以将其平方项忽略而得到2Rdk?rk。 结合以上 的两种情况 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 ， 得到: rk?2Rdk?kR?， k?0,1,2...,暗环 由以上公式课件， rk与dk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: 2 D2m?D2n R? 4(m?n)? 式中， Dm、Dn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Dm和m， 根据公式D 2m ?4R?m， 可知只要作图求出斜率4R?， 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: ?k?2dk? 可知， 第k级暗条纹对应的空气劈尖厚度为 ? 2 ?(2k?1) ? 2 k=0, 1, 2,… dk?k ? 2 由干涉条件可知， 当k=0时d0=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 d?N ? 2 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: N? 代入厚度计算式， 可得厚度/直径为: nL l d? ?n 2l L 主要仪器设备: 读数显微镜， 纳光灯， 牛顿环器件， 劈尖器件。 步骤与操作方法: 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6级开始逐级测量到第15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15级暗环时， 继续向左跨过直至第18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15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14，13，12.……7，6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6级到第15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。 (2) 在劈尖中部条纹清晰处， 测出每隔10条暗纹的距离l， 测量5次。 (3) 测出两玻璃搭接线到薄片的有效距离L， 测量5次。 * 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。 数据记录与处理: 牛顿环第一次测量直径 第二次测量直径 劈尖干涉 短距离(l) 劈尖干涉 全距离(L)