等候干涉与应用实验报告
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等候干涉及其应用实验报告14周【实验现象】:牛顿环侧半径实验中,可以看到显微镜中呈现一组明暗相间,内密外疏的圆环。
在劈尖实验中,看到一组明暗相间,等距,平行于棱边的直条纹。
【误差分析】1。
用肉眼去观察产生疲劳导致的观测误差。
2。
叉丝竖线与干涉条纹未严格相切。
3。
叉丝与条纹像之间的视差未严格消除4。
观察牛顿环时将会发现,牛顿环中心不是一点,而是一个不甚清晰的暗或亮的圆斑。
其原因是透镜和平玻璃板接触时,由于接触压力引起形变,使接触处为一圆面;5。
镜面上可能有微小灰尘等存在,从而引起附加的程差,这都会给测量带来较大的系统误差。
【实验中的问题讨论】1. 如果牛顿环中心是亮斑而不是暗斑,说明凸透镜和平板玻璃的接触不紧密,或者说没有接触,这样形成的牛顿环图样不是由凸透镜的下表面所真实形成的牛顿环,将导致测量结果出现误差,结果不准确。
2. 牛顿环器件由外侧的三个紧固螺丝来保证凸透镜和平板玻璃的紧密接触,经测试可以发现,如果接触点不是凸透镜球面的几何中心,形成的牛顿环图样将不是对称的同心圆,这样将会影响测量而导致结果不准确。
因此在调节牛顿环器件时,应同时旋动三个紧固螺丝,保证凸透镜和平板玻璃压紧时,接触点是其几何中心。
另外,对焦时牛顿环器件一旦位置确定后,就不要再移动,实验中发现,轻微移动牛顿环器件,都将导致干涉图样剧烈晃动和变形。
4。
牛顿环利用干涉原理,可进行精密测量,具有多种用途。
牛顿环装置可用于检验光学元件表面的平整度;若改变凸透镜和平板玻璃间的压力,条纹就会移动,用此原理可精确测量压力或长度的微小变化;也可将透明介质(如水和油等)注入牛顿环装置中,在平凸透镜和玻璃板间形成液体膜,进而利用空气膜的条纹直径和液体膜的条纹直径可求得液体折射率。
3。
该实验中获得的感触是,耐心,细心,是实验成功的重要保证。
另外,长期使用读数显微镜容易导致视疲劳,建议改进成由电子显示屏放大输出的样式,而不用肉眼直接观察。
等厚干涉原理与应用实验报告篇一:等厚干涉实验—牛顿环和劈尖干涉等厚干涉实验—牛顿环和劈尖干涉要观察到光的干涉图象,如何获得相干光就成了重要的问题,利用普通光源获得相干光的方法是把由光源上同一点发的光设法分成两部分,然后再使这两部分叠如起来。
由于这两部分光的相应部分实际上都来自同一发光原子的同一次发光,所以它们将满足相干条件而成为相干光。
获得相干光方法有两种。
一种叫分波阵面法,另一种叫分振幅法。
1.实验目的(1)通过对等厚干涉图象观察和测量,加深对光的波动性的认识。
(2)掌握读数显微镜的基本调节和测量操作。
(3)掌握用牛顿环法测量透镜的曲率半径和用劈尖干涉法测量玻璃丝微小直径的实验方法(4)学习用图解法和逐差法处理数据。
2.实验仪器读数显微镜,牛顿环,钠光灯3.实验原理我们所讨论的等厚干涉就属于分振幅干涉现象。
分振幅干涉就是利用透明薄膜上下表面对入射光的反射、折射,将入射能量(也可说振幅)分成若干部分,然后相遇而产生干涉。
分振幅干涉分两类称等厚干涉,一类称等倾干涉。
用一束单色平行光照射透明薄膜,薄膜上表面反射光与下表面反射光来自于同一入射Rre(a)(b)图9-1 牛顿环装置和干涉图样光,满足相干条件。
当入射光入射角不变,薄膜厚度不同发生变化,那么不同厚度处可满足不同的干涉明暗条件,出现干涉明暗条纹,相同厚度处一定满足同样的干涉条件,因此同一干涉条纹下对应同样的薄膜厚度。
这种干涉称为等厚干涉,相应干涉条纹称为等厚干涉条纹。
等厚干涉现象在光学加工中有着广泛应用,牛顿环和劈尖干涉就属于等厚干涉。
下面分别讨论其原理及应用:(1)用牛顿环法测定透镜球面的曲率半径牛顿环装置是由一块曲率半径较大的平凸玻璃透镜和一块光学平玻璃片(又称“平晶”)相接触而组成的。
相互接触的透镜凸面与平玻璃片平面之间的空气间隙,构成一个空气薄膜间隙,空气膜的厚度从中心接触点到边缘逐渐增加。
如图9-1(a)所示。
当单色光垂直地照射于牛顿环装置时(如图9-1),如果从反射光的方向观察,就可以看到透镜与平板玻璃接触处有一个暗点,周围环绕着一簇同心的明暗相间的内疏外密圆环,这些圆环就叫做牛顿环,如图9-1(b)所示.在平凸透镜和平板玻璃之间有一层很薄的空气层,通过透镜的单色光一部分在透镜和空气层的交界面上反射,一部分通过空气层在平板玻璃上表面上反射,这两部分反射光符合相干条件,它们在平面透镜的凸面上相遇时就会产生干涉现象。
等厚干涉原理与应用实验报告一、引言。
朋友们!今天我要和你们分享一个超有趣的实验——等厚干涉!这玩意儿可神奇啦,让我们一起走进这个奇妙的光学世界吧!二、实验目的。
咱做这个实验呢,主要就是想搞清楚等厚干涉是咋回事,还有就是学会用它来测量一些东西。
比如说,测量薄片的厚度或者表面的平整度啥的。
通过这个实验,也能让咱的动手能力和观察能力更上一层楼哟!三、实验原理。
等厚干涉这东西,说起来其实也不难理解。
想象一下,有一束光打在一个有厚度变化的透明薄片上,比如一个楔形的玻璃片。
由于光在不同厚度的地方走的路程不一样,就会产生干涉现象。
就好像两拨小朋友走路,有的走得快,有的走得慢,最后就会出现有的地方人多,有的地方人少的情况。
牛顿环就是等厚干涉的一个典型例子。
当一个平凸透镜放在一个平面玻璃上时,它们之间形成的空气薄膜的厚度就会从中心向外逐渐变化。
这时候用单色光照射,就能看到一圈一圈明暗相间的圆环,那可漂亮啦!四、实验仪器。
这次实验用到的家伙什儿有:读数显微镜、钠光灯、牛顿环装置、劈尖装置。
先说这个读数显微镜,它就像是我们的超级眼睛,能让我们看清那些微小的细节。
钠光灯呢,给我们提供了稳定的单色光,让干涉现象更明显。
牛顿环装置和劈尖装置就是产生等厚干涉的“魔法盒子”啦。
五、实验步骤。
1. 调整仪器。
首先得把钠光灯、牛顿环装置和读数显微镜摆好位置,让光能够顺利照到牛顿环上,然后通过调节显微镜的目镜和物镜,让我们能清楚地看到图像。
这一步可需要点耐心,就像给眼睛戴眼镜,得调到最合适的度数才能看得清楚。
2. 测量牛顿环的直径。
找到牛顿环的中心,然后从中心向外数,分别测量第 10、15、20 圈的直径。
测量的时候要小心,眼睛盯着显微镜,手慢慢地转动鼓轮,可别一下子转太多,不然就错过了。
3. 测量劈尖的厚度。
把劈尖装置放到显微镜下,同样要调整好焦距。
然后测量劈尖上几个条纹之间的距离,再根据公式算出劈尖的厚度。
六、数据处理与分析。
测量完数据可不算完,还得好好处理和分析一下。
光的干涉实验报告篇一:光的干涉和应用实验报告教案光的等厚干涉与应用一目的1、观察光的等厚干涉现象,加深理解干涉原理2、学习牛顿环干涉现象测定该装置中平凸透镜的曲率半径3、掌握读数显微镜的使用方法4、掌握逐差法处理数据的方法(原文来自:小草范文网:光的干涉实验报告)二仪器读数显微镜,钠光灯,牛顿环装置三原理牛顿环装置是一个曲率半径相当大的平凸透镜放在一平板玻璃上,这样两玻璃间形成空气薄层厚度e与薄层位置到中央接触点的距离r,凸透镜曲率半径R的关系为:(a) (b)图20—1根据干涉相消条件易得第K级暗纹的半径与波长λ及牛顿环装置中平凸透镜的凸面曲率半径R存在下述关系:根据与K成正比的性质采取逐差法处理实验数据四教学内容和步骤1、牛顿环装置的调整,相应的提出问题,怎样将干涉图样调到装置的中心?2、显微镜的调节,焦距怎么调?叉丝怎样调节?干涉图样不清晰怎么办?反光镜怎么用?刻度尺怎么读?3、读数方法,要防止螺距差。
读完一组之后要把牛顿环转90度再重新读一组。
4、用逐差法处理数据,忽略仪器误差。
五注意事项1、仪器轻拿轻放,避免碰撞。
2、镜头不可用手触摸,有灰尘时用擦镜纸轻轻拂去不能用力擦拭。
调焦及调鼓轮时不可超出可调范围。
为防止产生螺距误差,测量过程中鼓轮只能往一个方向转动,不许中途回倒鼓轮。
六主要考核内容1、预习报告内容是否完整,原理图、公式、表格等是否无误。
2、看是否将干涉图样调出来,数据是否有误等。
七参考数据篇二: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。
等厚干涉及其应用实验报告一、实验目的1. 了解等厚干涉的原理和方法。
2. 学习等厚干涉实验的基本技术及注意事项。
3. 掌握等厚干涉的应用。
二、实验仪器和材料1. 干涉仪2. 光源3. 透镜4. 反射镜5. 单色滤光片6. 微调平台7. 测量规等三、实验原理等厚干涉的原理是利用二分法来消除不均匀板材的厚度差异,使板材成为等厚的状况,然后通过干涉仪的干涉检查等厚度情况。
二分法的原理是使用两个不同波长的光源进行光程差测量,通过计算前后两次干涉的相位差,得到样品的厚度。
四、实验步骤1. 调整干涉仪的光源及其它必要的物件,使探测器接收到最强的光。
2. 将样品板安装在微调平台上,调整为初始位置,并将单色滤光片放在光源前方。
3. 调整反射镜使两束光重合并产生干涉条纹。
4. 通过干涉仪镜臂微调,调整测量表计读数。
5. 移动微调平台,使干涉条纹数量增加。
6. 测量板的厚度及其表面情况,记录实验数据。
五、实验结果及分析1. 在不同的干涉条件下,得到的干涉条纹间隔均匀,且随着板材的尺寸变化而变化。
2. 利用等厚干涉可测量厚度小于毫米级别的物体,且精度高、准确度高。
3. 根据所得数据,可计算出板材的等厚度,并结合其它参数进行分析。
六、实验结论本实验通过等厚干涉实验方法,得到了比较准确的板材等厚度测量结果,并且了解到等厚干涉的应用方向及其优点。
该实验方法线性精度高、稳定性效果佳,且可以测量一些薄板或其他一些难以测量的物体,治理误差准确度高,具有较大的应用价值。
七、实验心得在本次实验中,我们通过实际操作了解等厚干涉实验原理与方法,并根据测量数据对所得结果进行了分析和判断。
实验提供了一个有效的方法,可以在行业中用于硬度测量、材料分析等数据处理。
对于我而言,这次实验在技术和实践操作方面都起到了很好的学习和提升作用。
等厚干涉及其应用实验报告嘿,大家好!今天咱们聊聊等厚干,听起来是不是有点高大上,其实呢,它就是一种在材料科学里特别好用的小工具。
等厚干这东西,简单来说就是把材料做得均匀厚度,然后进行各种测试,看看它的性能到底咋样。
你说,这和咱们日常生活有什么关系呢?其实关系可大了!就像咱们吃的蛋糕,切得均匀了,才能每块都好吃嘛!如果你吃到一块特别厚的,那简直就是悲剧。
咱们的实验就是围绕这个“等厚”来展开的。
我们准备了一些样品,材料各不相同,有金属,有塑料,还有那些神秘的合金,简直是五花八门。
然后就开始了我们的大显身手。
为了确保厚度均匀,我们用上了各种仪器,测量得跟精细的厨师做蛋糕一样。
哎呀,那感觉真是紧张兮兮的,生怕一不小心就搞错了。
就像玩游戏打boss一样,稍微出错就得重来。
实验的过程中,我们有个小伙子,叫小明。
他特热衷于用一些生动的比喻来形容这些材料。
小明说,这金属就像个硬汉,强壮得不得了,而塑料就像个柔情似水的姑娘,虽然轻巧但很容易变形。
哈哈,大家都乐了,这比喻真形象!小明每次发言都能把大家逗笑,轻松的氛围让实验也变得更顺利了。
接下来的步骤就是对这些样品进行一系列的测试,看看它们的耐压、耐温和抗腐蚀能力。
我们一边测试,一边讨论,现场气氛那叫一个火热。
测试的时候,有个同学把样品弄掉了,砸到了桌子上,发出“咣当”的一声。
大家瞬间都停下来了,心想这下完了,材料肯定要报废。
结果一看,居然没事,真是个意外之喜,大家都松了一口气。
等我们把所有数据都收集齐后,开始分析结果。
这时候,才真是见证了团队的力量。
每个人都在各自的领域里发挥着作用,像一台高效的机器,转起来就停不下来。
我们用各种图表、公式把数据整合在一起,像拼图一样,慢慢拼出一个个有趣的发现。
最有意思的是,有些材料的表现出乎意料,真是让人大开眼界。
我们总结了一下这次实验的收获。
不仅学到了等厚干的应用,也意识到团队合作的重要性。
就像打麻将,四个人齐心协力,才能赢得漂亮。
大学等厚干涉实验报告
本实验旨在通过大学等厚干涉实验,验证光的干涉现象,并测量光的波长。
实
验中我们使用了一台He-Ne激光器作为光源,利用半反射膜和透明平板进行干涉。
下面将对实验的步骤、结果和分析进行详细的介绍。
首先,我们将He-Ne激光器调整至稳定状态,然后将光束分成两束,一束通过半反射膜,另一束直接射向透明平板。
两束光线在透明平板上发生干涉,形成明暗条纹。
我们通过调整透明平板的倾斜角度,观察到明条纹和暗条纹的变化,最终确定了两束光线的光程差。
通过测量透明平板的倾斜角度和光程差,我们得到了干涉条纹的间距,从而可以计算出光的波长。
实验结果显示,通过大学等厚干涉实验,我们成功观察到了明暗条纹的变化,
测得了光的波长为632.8nm。
这与He-Ne激光器的标称波长相符,验证了光的干涉现象,并证明了实验的可靠性。
在实验过程中,我们也发现了一些问题。
由于实验环境的光线干扰和仪器误差,测量结果存在一定的偏差。
为了提高实验的准确性,我们可以通过优化实验环境,减小光线干扰,并对仪器进行精密校准,以提高测量的精度。
总的来说,大学等厚干涉实验是一项重要的光学实验,通过实验我们不仅验证
了光的干涉现象,还成功测量了光的波长。
在今后的学习和科研中,我们将继续深入探讨光的性质,不断提高实验技能,为光学领域的研究和应用做出贡献。
等厚干涉——牛顿环示范报告
【实验目的】
(1)用牛顿环观察和分析等厚干涉现象; (2)学习利用干涉现象测量透镜的曲率半径; (3)学会使用读数显微镜测距。
【实验原理】
在一块平面玻璃上安放上一焦距很大的平凸透镜,使其凸面与平面相接触,在接触点附近就形成一层空气膜。
当用一平行的准单色光垂直照射时,在空气膜上表面反射的光束和下表面反射的光束在膜上表面相遇相干,形成以接触点为圆心的明暗相间的环状干涉图样,
称为牛顿环,其光路示意图如图。
如果已知入射光波长,并测得第k 级暗环的半径
k
r ,则可求得透镜
的曲率半径R 。
但实际测量时,由于透镜和平面玻璃接触时,接触点有压力产生形变或有微尘产生附加光程差,使得干涉条纹的圆心和环级确定困难。
用直径
m
D 、
n
D ,有
λ)(42
2
n m D D R n
m --=
此为计算R 用的公式,它与附加厚光程差、圆心位置、绝对级次无
关,克服了由这些因素带来的系统误差,并且
m
D 、
n
D 可以是弦长。
【实验仪器】
JCD3型读数显微镜,牛顿环,钠光灯,凸透镜(包括三爪式透镜夹和固定滑座)。
【实验内容】 1、调整测量装置
按光学实验常用仪器的读数显微镜使用说明进行调整。
调整时注意:
(1)调节450玻片,使显微镜视场中亮度最大,这时,基本上满足入射光垂直于透镜的要求(下部反光镜不要让反射光到上面去)。
(2)因反射光干涉条纹产生在空气薄膜的上表面,显微镜应对上表面调焦才能找到清晰的干涉图像。
(3)调焦时,显微镜筒应自下而上缓慢地上升,直到看清楚干涉条纹时为止,往下移动显微镜筒时,眼睛一定要离开目镜侧视,防止镜筒压坏牛顿环。
(4)牛顿环三个压紧螺丝不能压得很紧,两个表面要用擦镜纸擦拭干净。
2、观察牛顿环的干涉图样
(1)调整牛顿环仪的三个调节螺丝,在自然光照射下能观察到牛顿环的干涉图样,并将干涉条纹的中心移到牛顿环仪的中心附近。
调节螺丝不能太紧,以免中心暗斑太大,甚至损坏牛顿环仪。
(2)把牛顿环仪置于显微镜的正下方,使单色光源与读数显微镜上45︒角的反射透明玻璃片等高,旋转反射透明玻璃 ,直至从目镜中能看到明亮均匀的光照。
(3)调节读数显微镜的目镜,使十字叉丝清晰;自下而上调节物镜直至观察到清晰的干涉图样。
移动牛顿环仪,使中心暗斑(或亮斑)位于视域中心,调节目镜系统,使叉丝横
丝与读数显微镜的标尺平行,消除视差。
平移读数显微镜,观察待测的各环左右是否都在读数显微镜的读数范围之内。
3、测量牛顿环的直径
(1)选取要测量的m 和n (各5环),如取m 为55,50,45,40,35,n 为30,25,20,15,10。
(2)转动鼓轮。
先使镜筒向左移动,顺序数到55环,再向右转到50 环,使叉丝尽量对准干涉条纹的中心,记录读数。
然后继续转动测微鼓轮,使叉丝依次与45,40,35,30,25,20,15,10,环对准,顺次记下读数;再继续转动测微鼓轮,使叉丝依次与圆心右10,15,20,25,30,35,40,45,50,55环对准,也顺次记下各环的读数。
注意在一次测量过程中,测微鼓轮应沿一个方向旋转,中途不得反转,以免引起回程差。
4、算出各级牛顿环直径的平方值后,用逐差法处理所得数据,求出 直径平方差的平均值代入公式求出透镜的曲率半径,并算出误差。
. 注意:
(1)近中心的圆环的宽度变化很大,不易测准,故从K=lO 左右开始比较好; (2)m-n 应取大一些,如取m-n=25左右,每间隔5条读一个数。
(3)应从O 数到最大一圈,再多数5圈后退回5圈,开始读第一个数据。
(4)因为暗纹容易对准,所以对准暗纹较合适。
,
(5)圈纹中心对准叉丝或刻度尺的中心,并且当测距显微镜移动时,叉丝或刻度尺的 某根线与圈纹相切(都切圈纹的右边或左边)。
【数据记录与处理】
凹透镜曲率半径测量数据
数据表取25m n -= mm 10893.54-⨯=λ,仪器误差: 0.005m m 855.1m m R 标= (1) 透镜曲率半径测量数据 数据表取25m n -= mm
10
893
.54
-⨯=λ,仪器误差: 0.005m m 855.1m m R 标=
(2)确定平凸透镜凸面曲率半径的最佳值和不确定度∆R 曲率半径的最佳值 22
m D R 4(m -n )n D λ
-=
=
7
51.519
874.3425589310
m m -=⨯⨯⨯
令22
m n D D M -=
有
M S =
=
=0.29mm
又因为 R M ∝ 所以有 R M S S ∝ M R s s R M
= 0.005m m ∆=仪
(3
±4.9) m m
相对误差:100%R
R R R E -=
⨯标
标
=
874.3855.1
100%855.1
⨯-=2.3%
【误差分析】
观察牛顿环时将会发现,牛顿环中心不是一点,而是一个不甚清晰的暗或亮的圆斑。
其原因是透镜和平玻璃板接触时,由于接触压力引起形变,使接触处为一圆面;又镜面上可能有微小灰尘等存在,从而引起附加的程差,这都会给测量带来较大的系统误差。
另外要用肉眼去观察暗条纹,误差会较大。