南昌大学物理实验报告-光的等厚干涉

深 圳 大 学 实 验 报 告

课程名称： 大学物理实验（一）

实验名称： 实验 等厚干涉

学院： 物理科学与技术学院

专业： 课程编号：

组号： 16 指导教师：

报告人： 学号：

实验地点 科技楼 509

实验时间： 2011 年 06 月 20 日 星期 一

实验报告提交时间： 年 月 日

得分 教师签名 批改日期

1、实验目的

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2、实验原理

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南昌大学物理实验报告

课程名称： 光的等厚干涉

实验名称： 光的等厚干涉

学院： 信息工程学院 专业班级： 物联网工程151班

学生姓名： 董依凡 学号：6106215030

实验地点： 基础实验大楼 座位号：

41

实验时间： 第8周星期3下午三点四十五分开始

一、 实验目的：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。光的等厚干涉 实验报告- 8 -大连理工大学成 绩教师签字大 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 20076702、学习用等厚干涉法测量平凸透镜曲率半径和薄膜厚度。

的等厚干涉 实验3、掌握读数显微镜的使用方法。

1. 二、实验原理：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。

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光的等厚干涉 实验报告- 8 -大

22kknd

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。光的等厚干涉 实验报告- 8 -大连理工大学成 绩教师签字大 学 物 理 实 验 报 告院（系） 材料学院 专业 材料物理 班级 070

南昌大学物理实验报告

课程名称： 大学物理物理实验

实验名称： 声波衰减系数的测量

学院：

专业班级：

学生姓名：

学号：

实验地点： 物理实验中心B313 实验时间：

实验目的

(1) 观察和研究牛顿圈,劈尖干涉的等厚干涉现象及其特点,学习利用干涉现象进行干设计量的方法,加深对光的波动性的认识.

(2) 掌握用等厚干涉法测量透镜曲率半径,薄膜厚度原理和方法,通过实验加强等厚干涉原理的理解;

(3) 学习掌握读数显微镜的原理和使用.

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)。

实验原理

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

22kknd

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，

南昌大学物理实验报告

课程名称： 南昌大学物理实验

实验名称： 光的等厚干涉

学院： 第四临床医学院 专业班级学生姓名： 学号：

实验地点： 基础实验大楼313教室 座位号： 22

实验时间： 第11周星期六下午4点开始

一、实验目的：

1.观察牛顿环和劈尖的干涉现象；

2.了解形成等厚干涉现象的特点和条件；

4. 利用干涉原理测量平凸透镜的曲率半径和金属细丝的直径。

5. 学习读数显微镜的使用。

二、实验原理：

牛顿环测定透镜的曲率半径

当一个曲率半径很大的平凸透镜的凸面放在一片平玻璃上时，两者之间就形成类似劈尖的劈形空气薄层，当平行光垂直地射向平凸透镜时，由于透镜下表面所反射的光和平玻璃片上表面所反射的光互相干涉，结果形成干涉条纹。如果光束是单色光，我们将观察到明暗相间的同心环形条纹；如是白色光，将观察到彩色条纹。这种同心的环形干涉条纹称为牛顿环。

本实验用牛顿环来测定透镜的曲率半径。如图2。设在干涉条纹半径ｒ处空气厚度为ｅ,那么，在空气层下表面Ｂ处所反射的光线比在Ａ处所反射的光线多经过一段距离２ｅ。此外，由于两者反射情况不同：Ｂ处是从光疏媒质（空气）射向光密媒质（玻璃）时在界面上的反射，Ａ处则从光密媒质射向光疏媒质时被反射，因Ｂ处产生半波损失，所以光程差还要增加半个波长，即： δ=2ｅ＋λ/2 （１）

根据干涉条件，当光程差为波长整数倍时互相加强，为半波长奇数倍时互相抵消，因此：

从上图中可知：

r2=R2-(R-e)2=2Re-e2