光学讲稿——等厚干涉(劈尖)

实验名称：等厚干涉—牛顿环和劈尖姓名学号班级日期20年月日时段一、实验目的1. 观察等厚干涉现象，了解其特点。

2. 学习用等厚干涉测量物理量的两种方法。

3. 学习使用显微镜测量微小长度。

二、实验仪器及器件牛顿环装置，平板光学玻璃片，读数显微镜，钠光灯，待测细丝（请自带计算器）。

三、实验原理1.等厚干涉（简述原理、特点和应用）2. 牛顿环产生原理1. 用牛顿环测凸透镜的曲率半径。

实验装置如图所示，其中，M为读数显微镜镜头，P为显微镜上的小反射镜，L为牛顿环装置。

（1）借助室内灯光，用肉眼直接观察牛顿环，调节牛顿环装置上的三个螺丝钮，使牛顿环圆心位于透镜中心。

调节时，螺丝旋钮松紧要适合，即要保持稳定，又勿过紧使透镜变形。

（2）将显微镜镜筒调到读数标尺中央，并使入射光方向与显微镜移动方向垂直。

放入牛顿环装置，移动显微镜整体方位和P的角度，使视场尽可能明亮。

（3）调节显微镜目镜，使十字叉丝清晰。

显微镜物镜调焦，直到看清楚牛顿环并使叉丝与环纹间无视差（注意：物镜调焦时，镜筒应由下向上调以免碰伤物镜或被测物）。

移动牛顿环装置使叉丝对准牛顿环中心。

能在显微镜中看到清晰的牛顿环关键有三点：a.确保目测到的牛顿环在物镜的正下方；b.P反射镜角度合适，使S发出的钠黄光尽可能多地反射入物镜；c.物镜调焦合适。

（4）定性观察待测圆环是否均在显微镜读数范围之内并且清晰。

（5）定量测量：由于环中心有变形，应选择10级以上的条纹进行测量。

如取m-n=8，则分别测出第25级到第10级各级的直径，然后用逐差法处理数据，求出曲率半径R。

并给出完整的实验结果。

数据处理可以用EXCEL处理。

测量时应注意避免螺旋空程引入的误差，这要求在整个测量过程中，显微镜筒只能朝一个方向移动，不许来回移动。

特别在测量第25级条纹时，应使叉丝先越过25级条纹（比如第30级条纹）然后返回第25级条纹，并对第25级条纹的暗环中心位置开始读数并依次沿同一方向测完全部数据。

等厚干涉尖劈实验报告等厚干涉尖劈实验报告一、引言等厚干涉尖劈实验是一种常用的光学实验方法，通过观察干涉条纹的变化，可以得出有关光的性质和干涉现象的结论。

本实验旨在通过等厚干涉尖劈实验，探究光的干涉现象以及与波长、光程差的关系。

二、实验原理等厚干涉尖劈实验是利用一块平行板构成的干涉仪进行的。

当平行板之间夹有透明介质时，入射光束在平行板内部发生折射，形成一系列干涉条纹。

在平行板的边缘处，由于光程差的变化，会形成尖劈现象。

通过观察尖劈的变化，可以得出有关光的性质的结论。

三、实验步骤1. 准备实验所需材料，包括平行板、光源、调节器等。

2. 将平行板置于光源前方，调节光源的位置和角度，使光线垂直射入平行板。

3. 观察干涉条纹的变化，记录下不同位置和角度下的干涉现象。

4. 调节平行板的间距，观察尖劈现象的变化，记录下不同间距下的尖劈现象。

5. 根据实验数据，分析光的干涉现象以及与波长、光程差的关系。

四、实验结果与分析通过实验观察，我们可以发现干涉条纹的间距随着光源到平行板的距离的增加而变大。

这是因为光线在平行板内部发生折射，而折射角度与入射角度和介质的折射率有关。

当光源到平行板的距离增加时，入射角度也会发生变化，从而导致干涉条纹的间距变大。

而观察尖劈现象时，我们可以发现尖劈的位置与平行板的间距有关。

当平行板的间距逐渐减小时，尖劈的位置会逐渐靠近平行板的边缘。

这是因为在平行板的边缘处，光程差的变化最为显著，从而形成了尖劈现象。

通过对实验数据的分析，我们可以得出结论：光的波长与干涉条纹的间距成正比，而与尖劈的位置无关。

这是因为干涉条纹的间距与波长有关，而尖劈的位置与光程差有关。

在实际应用中，我们可以通过测量干涉条纹的间距，来确定光的波长。

五、实验总结通过等厚干涉尖劈实验，我们深入了解了光的干涉现象以及与波长、光程差的关系。

实验结果表明，干涉条纹的间距与波长成正比，而尖劈的位置与光程差有关。

这为我们进一步研究光的性质和应用提供了重要的参考。

等厚干涉实验报告劈尖等厚干涉实验报告等厚干涉实验是一种常见的光学实验，通过观察光的干涉现象，可以深入了解光的性质和行为。

本文将介绍等厚干涉实验的原理、实验装置以及实验结果的分析。

一、实验原理等厚干涉实验是基于光的干涉现象的。

当两束光线相遇时，它们会发生干涉现象，干涉的结果取决于光线的相位差。

等厚干涉实验中使用的是等厚干涉，即两束光线通过不同厚度的透明介质后再次相遇，形成干涉现象。

在等厚干涉实验中，使用的主要装置是劈尖。

劈尖是一种具有特殊形状的透明介质，它的两侧是等厚的。

当光线通过劈尖时，光线会发生折射和反射，形成干涉现象。

二、实验装置等厚干涉实验的装置主要包括光源、劈尖、透镜和干涉图像观察装置。

1. 光源：可以使用激光器或者白光源作为光源。

激光器的优点是单色性好，可以得到清晰的干涉图像。

白光源则可以观察到彩色的干涉图像。

2. 劈尖：劈尖是实验中最重要的部分，它是由两个平行的透明平面构成，两侧等厚。

劈尖可以是玻璃或者塑料制成。

3. 透镜：透镜的作用是聚焦光线，使得干涉图像更加清晰。

透镜的焦距可以根据实验需要进行选择。

4. 干涉图像观察装置：可以使用放大镜、显微镜或者摄像机等装置观察干涉图像。

观察装置的选择取决于实验的需求和实验室的条件。

三、实验结果与分析在等厚干涉实验中，通过调整劈尖和透镜的位置，可以观察到不同的干涉图像。

具体的干涉图像形态取决于劈尖的形状、光源的性质以及透镜的焦距等因素。

通过实验观察，我们可以发现以下几个现象：1. 干涉条纹的出现：当光线通过劈尖时，由于光线的折射和反射，会形成干涉条纹。

这些条纹可以是黑白相间的，也可以是彩色的。

2. 干涉条纹的变化：当调整劈尖和透镜的位置时，干涉条纹会发生变化。

条纹的密度、宽度和颜色都会随着位置的改变而改变。

3. 干涉图像的清晰度：通过调整透镜的焦距，可以使得干涉图像更加清晰。

透镜的选择和调整对于观察干涉图像非常重要。

通过对实验结果的分析，我们可以深入了解光的干涉现象以及光的性质。

劈尖干涉根据薄膜干涉的道理，可以测定平面的平直度．若使两个很平的玻璃板间有一个很小的角度，就构成一个楔形空气薄膜，用已知波长的单色光入射产生的干涉条纹，条纹向劈尖的顶角侧弯曲时说明工件该处是一个凹；条纹远离顶角弯曲时，工件该处有一个凸起。

实验原理:将两块玻璃板ｎ1和ｎ2叠起来,在一端垫一细丝(或纸片), 两板之间形成一层空气膜,形成空气劈尖.图 a.形成与劈尖棱角平行,明暗相间的等厚条纹.观察劈尖干涉的实验装置如图1所示，从点光源S发出的光经透镜L变成平行光，在经过半透半反玻璃片M射向空气劈尖，自劈尖上下两表面反射后形成相干光，径路显微镜T,就能在劈尖上表面观察到明暗相间均匀分布的干涉条纹。

如图2.设两玻璃板之间的夹角为q,玻璃的折射率为n1,空气的折射率为1.由于Q角很小，在实验中，单色平行光几乎垂直地射向劈面，所以劈尖上下两表面的反射光线与入射光线近乎重合。

设在P点出，劈尖对应的厚度e。

因为n1>1,所以劈尖表面有半波损失.因此上下两表面反射光的光程差为:δ=2ne+λ/2反射光是相干光,相干叠加明暗纹的条件是:每一明条纹或暗条纹都与一定的Ｋ值对应，也就是与劈尖的厚度ｅ相对应．在两玻璃片相接触处，劈尖的厚度ｅ＝０，由于半波损失的存在，所以在棱边处为暗条纹。

任何相邻明条纹或暗条纹所对应的厚度差为：ｅ＝λ／２ｎ我们分析实验采用空气劈尖，n=1。

若相邻两条明条纹或暗条纹之间的距离为L,则可知：Lsinθ=λ/2n因为角度很小，所以L=λ/2nθ, 所以为使实验条纹凹凸明显，使θ小，L就越大，即干涉条纹越疏。

当平面平整时，厚度均匀变化，条纹为直线。

当显微镜中的图像有一凹，条纹是等厚的点的轨迹，凹就是厚度增加，于是这里的厚度等于比此处远离劈棱处（厚度为0的地方）的地方的厚度，远离劈棱的地方的轨迹偏到这里来，总体情况就是：条纹向劈棱方向偏。

若有一凸，向远离劈棱的方向偏。

实验步骤:将两块玻璃板叠在一起，在一侧一细丝，将一束单色光垂直照射到上玻璃板，在光学显微镜内观察干涉条纹。

等厚干涉劈尖实验报告数据一、实验目的1、观察等厚干涉现象，加深对光的波动性的理解。

2、掌握用劈尖干涉法测量微小长度的原理和方法。

3、学会使用读数显微镜测量长度。

二、实验原理当一束平行光垂直入射到劈尖上时，在劈尖的上、下表面反射的两束光将发生干涉。

由于劈尖的厚度是不均匀的，所以在劈尖上不同位置处两束反射光的光程差不同，从而形成明暗相间的干涉条纹。

设入射光的波长为λ，劈尖的折射率为 n，在劈尖上某一点处劈尖的厚度为 d，则两束反射光的光程差为：δ ＝ 2nd ＋λ/2当光程差为半波长的偶数倍时，出现亮条纹；当光程差为半波长的奇数倍时，出现暗条纹。

相邻两条亮条纹（或暗条纹）之间的劈尖厚度差为λ/2n。

如果我们测出相邻两条亮条纹（或暗条纹）之间的距离 L，以及劈尖的夹角θ，则劈尖的厚度 d 可以表示为：d ＝Lλ/2nθ三、实验仪器读数显微镜、劈尖装置、钠光灯四、实验步骤1、将劈尖装置放置在显微镜的载物台上，调节显微镜的目镜和物镜，使能够清晰地看到劈尖的干涉条纹。

2、转动显微镜的鼓轮，使显微镜的十字叉丝与干涉条纹平行，并将十字叉丝移到条纹的一端。

3、缓慢转动鼓轮，使十字叉丝沿着条纹移动，同时记录十字叉丝经过的条纹数 N 和对应的鼓轮读数 x1、x2。

4、重复步骤 3 多次，测量不同位置处相邻条纹的间距，并计算平均值。

5、用游标卡尺测量劈尖的长度 L，并测量劈尖的夹角θ。

五、实验数据记录与处理1、测量相邻条纹的间距｜测量次数|鼓轮读数 x1|鼓轮读数 x2|条纹数 N|间距Δx ＝（x2 x1)／N|｜｜｜｜｜｜｜1|＿____|＿____|＿____|＿____|｜2|＿____|＿____|＿____|＿____|｜3|＿____|＿____|＿____|＿____|｜4|＿____|＿____|＿____|＿____|｜5|＿____|＿____|＿____|＿____|平均值：Δx ＝（Δx1 ＋Δx2 ＋Δx3 ＋Δx4 ＋Δx5）／ 52、测量劈尖的长度 L 和夹角θ｜测量次数|长度 L（mm）｜夹角θ（°）｜｜｜｜｜｜1|＿____|＿____|｜2|＿____|＿____|｜3|＿____|＿____|平均值：L ＝（L1 ＋ L2 ＋ L3）／ 3 ，θ ＝（θ1 ＋θ2 ＋θ3）／ 33、计算劈尖的厚度 d已知钠光灯的波长λ ＝ 5893nm，劈尖的折射率 n ＝ 15d ＝Lλ/2nθ六、实验误差分析1、测量误差在测量相邻条纹的间距和劈尖的长度、夹角时，由于读数显微镜的精度限制和人为读数的误差，可能导致测量结果存在一定的偏差。

教学章节： 实验23 等厚干涉及其应用——牛顿环、劈尖教学内容：1、介绍“等厚干涉及其应用——牛顿环、劈尖”实验的实验原理 2、介绍实验的操作要领、数据处理等3、指导学生进行实验操作、观察实验现象、测量并记录实验数据。

教学学时：3学时教学目的：1、使学生了解“等厚干涉及其应用——牛顿环、劈尖”的实验原理2、使学生学会读数显微镜的使用方法。

3、让学生观察和研究等厚干涉现象及其特点4、使学生掌握用干涉法测量平凸透镜的曲率半径和微小直径或厚度。

4、使学生学习利用逐差法处理实验数据。

教学重点、难点：1、光的干涉原理2、实验仪器的调节3、逐差法处理实验数据教学方法、方式：讲解、演示、学生操作教师指导。

教学过程：（引入、授课内容、小结、作业布置等）等厚干涉及其应用——牛顿环、劈尖一、引入牛顿环和劈尖干涉都是用分振幅方法产生的干涉。

其特点是同一条干涉条纹处两反射面间的厚度相等，故牛顿环和劈尖都属于等厚干涉。

它们广泛应用于科学研究和工业技术上，如检验光学元件表面的光洁度、平整度等；研究零件内应力和分布等。

本实验学会读数显微镜的使用方法，掌握用干涉法测量平凸透镜的曲率半径和微小直径或厚度。

二、实验原理⒈ 牛顿环 将一块曲率半径R 较大的平凸透镜的凸面置于一光学平玻璃板上，在透镜凸面和平玻璃板间就形成一层空气薄膜，其厚度从中心接触点到边缘逐渐增加。

当以平行单色光垂直入射时，入射光将在此薄膜上下表面反射，产生具有一定光程差的两束相干光。

显然，它们的干涉图样是以接触点为中心的一系列明暗交替的同心园环——牛顿环。

其光路示意图见图所示。

由光路分析可知，与第K 级条纹对应的两束相干光的光程差为 22λδ+=K K e式中2λ是由于光从光疏媒质到光密媒质的交界面上反射时产生的半波损失引起的。

由图可知()222e R r R -+=化简后得到222e eR r -=如果空气薄膜厚度e 远小于透镜的曲率半径，即R e <<，则可略去二级小量e 2。

等厚干涉劈尖实验报告
摘要：本实验主要通过等厚干涉方法，观察光在透明介质中的
传播情况，探究光的干涉现象，并对干涉条纹进行观察分析。

实验器材：氦氖激光器、干涉仪、单色滤光片、夹纸、标尺、
大平行平板玻璃、小平行平板玻璃。

实验步骤：将大平行平板玻璃作为基板，小平行平板玻璃放置
在基板上，两板之间微微拉开并在夹纸轻压下固定，保证两板平行。

开启氦氖激光器，使其光束穿过单色滤光片，调节干涉仪的
反射镜和透射镜，让光束通过两块平行平板玻璃，产生干涉条纹。

在光程差相等的情况下，将一块平板稍微旋转一定角度，观察干
涉条纹的变化情况，并记录数据。

实验结果：通过实验中观察到的干涉现象，我们可以得出以下
结论：
1.在相邻两条黑白条纹之间，光程差为半波长，即一条白条纹
和一条黑条纹之间的距离为光波长的一半。

2.干涉条纹随着一块平板的旋转而移动，当旋转角度为180°时，相邻两个条纹位置互换。

3.加入单色滤光片后，我们观察到的干涉条纹亮度变暗，且波
长也发生变化，这是由于单色滤光片使得光束只保留一种颜色的
波长，而光程差则不发生改变。

4.在光程差相等的情况下，两板均与垂直光路时，干涉条纹最
明显。

结论：通过等厚干涉实验，我们可以更加深入地了解到光的干
涉现象，并对干涉条纹进行分析。

同时，我们也了解到了单色滤
光片对干涉条纹的影响，这对光学研究具有一定的指导意义。

等厚干涉实验报告劈尖等厚干涉实验报告：探索光的波动性与干涉现象引言光既是我们日常生活中不可或缺的一部分，也是物理学领域中的重要研究对象。

光既可以被视为粒子，也可以被视为波动。

而等厚干涉实验正是一种用于研究光的波动性和干涉现象的实验方法之一。

本文将围绕等厚干涉实验展开，探讨其原理、实验装置及实验结果，并对实验结果进行分析和讨论。

一、等厚干涉实验的原理等厚干涉实验是基于光的干涉现象而设计的一种实验方法。

干涉是指两束或多束光相互叠加时所产生的干涉条纹。

而等厚干涉实验则是在两个平行且等厚的透明介质之间进行的干涉实验。

当一束光通过一个等厚介质时，由于光在介质中的传播速度与空气中的传播速度不同，光线会发生折射。

当光线从介质中出射时，又会发生反射。

这两次折射和反射会导致光程差的变化，从而产生干涉现象。

二、等厚干涉实验的实验装置等厚干涉实验的实验装置主要包括：光源、准直器、分束器、等厚介质、观察屏幕等。

光源可以选择使用激光器或白光源。

准直器用于将光线调整为平行光。

分束器则将光线分成两束，分别通过两个等厚介质。

等厚介质的厚度应保持一致，以确保干涉现象的产生。

观察屏幕用于观察干涉条纹。

三、等厚干涉实验的实验结果在等厚干涉实验中，当两束光通过等厚介质后重新叠加时，会在观察屏幕上形成一系列明暗相间的干涉条纹。

这些条纹的形状和间距与等厚介质的厚度、入射光的波长以及入射角等因素有关。

实验结果显示，当等厚介质的厚度相同时，干涉条纹的间距是均匀的，且随着入射光的波长增大而增大。

当入射光的波长较小时，条纹间距较小，相邻条纹之间的亮度差异较大；而当入射光的波长较大时，条纹间距较大，相邻条纹之间的亮度差异较小。

四、实验结果的分析和讨论等厚干涉实验结果的分析和讨论主要涉及到光的波动性和干涉现象的解释。

首先，等厚干涉实验结果表明光具有波动性。

当光通过等厚介质时，由于光在介质中的传播速度与空气中的传播速度不同，光线会发生折射。

这种折射现象可以用波动理论来解释，即光的传播可以看作是波在介质中的传播。

一、实验目的1. 观察等厚干涉现象，理解其产生原理。

2. 利用劈尖干涉测量微小厚度。

3. 学习使用显微镜观察干涉条纹，提高实验技能。

二、实验原理等厚干涉是指当光波在薄膜的两个表面反射后，由于光程差相等，形成一系列明暗相间的干涉条纹。

劈尖干涉实验是通过观察劈尖状空气薄膜的干涉条纹，来测量薄膜的微小厚度。

实验装置主要由劈尖、光源、显微镜和光屏组成。

劈尖由两块平板玻璃构成，其中一块平板玻璃上涂有薄层透明介质，形成劈尖状空气薄膜。

当单色光垂直照射到劈尖上时，由于空气薄膜的厚度从中心到边缘逐渐增加，光程差随之增大，形成等厚干涉条纹。

根据干涉原理，当光程差满足以下条件时，产生明条纹：2nd = mλ + 1/2当光程差满足以下条件时，产生暗条纹：2nd = mλ其中，n为空气的折射率，λ为入射光的波长，d为空气薄膜厚度，m为干涉级数。

三、实验步骤1. 将劈尖装置安装在实验台上，调整光源位置，使光线垂直照射到劈尖上。

2. 将显微镜对准劈尖，调整显微镜的焦距，使干涉条纹清晰可见。

3. 观察干涉条纹，记录干涉条纹的形状、间距和数量。

4. 改变劈尖的倾斜角度，观察干涉条纹的变化，分析干涉条纹的形成原理。

5. 利用公式计算空气薄膜的厚度，验证实验结果。

四、实验数据及处理1. 观察到的干涉条纹为明暗相间的同心圆环，圆环间距均匀。

2. 记录干涉条纹的间距为0.5mm，数量为20个。

3. 根据公式计算空气薄膜的厚度：d = mλ / (2n)取m=10，λ=546.1nm，n=1，计算得到：d = 10 546.1nm / (2 1) = 2730.5nm4. 将计算得到的空气薄膜厚度转换为微米：d = 2730.5nm / 1000 = 2.7305μm五、实验结果与分析1. 通过观察干涉条纹，发现劈尖状空气薄膜的厚度从中心到边缘逐渐增加，形成等厚干涉条纹。

2. 利用公式计算得到的空气薄膜厚度与实际厚度基本一致，验证了实验结果。

等厚干涉实验报告劈尖等厚干涉实验报告：劈尖摘要：本实验利用等厚干涉实验的原理和技术，对劈尖现象进行了研究和分析。

实验结果表明，劈尖现象在等厚干涉实验中得到了有效的观测和验证，为进一步研究和理解光学现象提供了重要的实验数据和参考。

引言：等厚干涉实验是一种重要的光学实验方法，通过利用光的干涉现象，可以观测到光的波动性质和光学材料的特性。

劈尖现象是指在等厚干涉实验中，当两束光线通过光学元件后，发生相位差，导致干涉条纹出现劈尖的现象。

本实验旨在通过等厚干涉实验，对劈尖现象进行深入研究和分析，探讨其产生原因和物理机制。

实验方法：本实验采用了经典的等厚干涉实验装置，包括透镜、狭缝、光源等光学元件。

首先调节光源和透镜的位置，使得两束光线经过狭缝后能够形成干涉条纹。

然后在干涉条纹的中心位置观察到劈尖现象，并记录下相应的实验数据。

实验结果：通过实验观测和数据分析，我们发现在等厚干涉实验中，当两束光线通过光学元件后，出现相位差时，会在干涉条纹的中心位置出现劈尖的现象。

这种现象在实验中得到了有效的观测和验证，为进一步理解光学现象和光学材料的特性提供了重要的实验数据和参考。

讨论：劈尖现象的产生与光的波动性质和光学元件的特性有着密切的关系，通过等厚干涉实验的研究和分析，可以更深入地理解光学现象的本质和规律。

此外，劈尖现象在实际应用中也具有重要的意义，例如在光学仪器的设计和制造中，需要考虑和避免劈尖现象对光学成像的影响。

结论：本实验通过等厚干涉实验对劈尖现象进行了深入研究和分析，实验结果表明劈尖现象在等厚干涉实验中得到了有效的观测和验证。

这为进一步理解光学现象和光学材料的特性提供了重要的实验数据和参考，对光学领域的研究和应用具有重要的意义。