等厚干涉实验报告

课程名称：大学物理实验（一）实验名称：等厚干涉二、实验原理两列或几列光波在空间相遇时相互叠加，在某些区域始终加强，在另一些区域则始终削弱，形成稳定的强弱分布的现象就是光的干涉现象。

形成稳定干涉的条件是:光波的频率相同，相位差恒定，振动方向一致的相干光源。

光的干涉现象是光的波动性的最直接。

最有力的实验证据。

在各种干涉条纹中，等倾干涉条纹和等厚干涉条纹是比较典型的两种。

1.等厚干涉原理当一束平行光a、b人射到厚度不均匀的透明介质薄膜上时，在薄膜的表面会产生干涉现象。

从上表面反射的光线b1和从下表面反射出上表面的光线a1在B点相遇(如图1所示)，由于a1、b1有恒定的光程差，因而将在 B点产生干涉。

图1 薄膜等厚干涉光路图若平行光束a、b垂直入射到薄膜面，即i=r=0，薄膜厚度为d，则a b的光程差为λ=2nd+λ2 (1)式中，λ/2是由于光线从光疏介质照射到光密介质，在界面发射时有一位相突变，即所谓的“半波损失”而附加的光程差，因此明暗条纹出现的条件是暗纹:2nd+λ2=(2m+1)λ2，m=0，1，2，3... (2)明纹:2nd+λ2=2mλ2，m=1，2，3... (3)很容易理解，同一种条纹所对应的空气厚度是一样的，所以称之为等厚干涉条纹(如图2、3所示)。

图2牛顿环等厚干涉图样图3牛顿环等厚干涉光路图要想在实验中观察到并测量这些条纹，还必须满足以下条件:1.薄膜上下两平面的夹角足够小，否则将由于条纹太密而无法分辨;2.显微镜必须聚焦在B点附近(如图1所示)，方能看到干涉条纹，也就是说，这样的条纹是有定域问题的。

2. 牛顿环干涉原理:牛顿环装置: 右图,牛顿环装置是由一块曲率半径很大的平凸透镜和一块光学平面玻璃用金属框架固定而成的。

当入射光(钠黄光)垂直入射时,经平凸透镜与平面玻璃之间的空气层上. 两个表面反射的两束产生干涉。

由于是等厚干涉，因而生成一系列明暗相间的同心圆环。

3.利用牛顿环测一个球面镜的曲率半径设单色平行光的波长为λ，第k级暗纹对应的薄膜厚度为d k，考虑到下界面反射时有半波损失x/2，当光线垂直人射时总光程差由薄膜干涉公式可求，即∆=2nd k+λ2=2d k+λ2 (4)式中，n为空气的折射率，n=1，根据干涉条件，有明纹：kλ，k=1,2,3 (5)暗纹:(2k+1)λ2,k=0,1,2,3 (6)由图4的几何关系可得r k2=R-(R-d k)²=2R d k-d k2 (7)因为R>>d，式(7)中的d可略去，有 (8)d k=r k22R联立式(4)、(5)、(6)、(8)，得明环：r k2=(2k-1)Rλ，k=1.2.3 (9)2，k=0，1.2，3 (10)暗环：r k2=kRλ2图4 牛顿环等厚干涉光路图原则上，若已知 a，用读书显微镜测出环的半径r，就可利用式(3-8)(3-9)求出曲率半径R。

一、实验名称等厚干涉实验二、实验目的1. 观察并分析等厚干涉现象；2. 加深对薄膜干涉理论的理解；3. 学习利用干涉现象测量透镜的曲率半径；4. 掌握读数显微镜的使用方法。

三、实验原理等厚干涉是指当两束光在薄膜上下表面反射后，由于光程差相同而发生的干涉现象。

牛顿环是等厚干涉的一个典型实例，其原理如下：当一束平行光垂直照射到一个平凸透镜与平板玻璃构成的空气薄膜上时，由于薄膜厚度从中心到边缘逐渐增加，反射光束之间产生光程差，从而产生干涉现象。

在透镜上观察到的干涉条纹是以接触点为中心的一系列明暗相间的同心圆环，称为牛顿环。

根据光的干涉理论，当光程差为λ/2的奇数倍时，两束光相消干涉，形成暗条纹；当光程差为λ的偶数倍时，两束光相长干涉，形成明条纹。

因此，通过测量牛顿环的半径，可以计算出薄膜的厚度，进而求得透镜的曲率半径。

四、实验仪器1. 平凸透镜2. 平板玻璃3. 读数显微镜4. 钠光灯5. 光具座6. 量角器五、实验步骤1. 将平凸透镜与平板玻璃紧密贴合，确保两者之间形成一均匀的空气薄膜；2. 将装置放置在光具座上，调整光源和显微镜的位置，使光线垂直照射到薄膜上；3. 观察显微镜中的干涉条纹，并记录下暗条纹和明条纹的位置；4. 利用读数显微镜测量暗条纹和明条纹的半径，并计算光程差；5. 根据光程差和波长，计算出薄膜的厚度；6. 通过薄膜厚度求得透镜的曲率半径。

六、实验数据及处理1. 记录暗条纹和明条纹的位置，计算光程差；2. 利用公式λ/2 = 2nd 计算薄膜厚度，其中n为空气的折射率，d为薄膜厚度；3. 通过薄膜厚度求得透镜的曲率半径，公式为R = (2nλd) / (kπ)，其中k为干涉级数。

七、实验结果与分析1. 通过实验，成功观察到了牛顿环现象，验证了等厚干涉的原理；2. 根据实验数据，计算出薄膜的厚度和透镜的曲率半径，与理论值相符；3. 通过实验，掌握了读数显微镜的使用方法，提高了实验技能。

等厚干涉实验报告一、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、掌握用牛顿环测量平凸透镜曲率半径的方法。

3、学会使用读数显微镜。

二、实验原理1、等厚干涉当一束平行光垂直照射到薄膜上时，从薄膜上下表面反射的两束光将会发生干涉。

在薄膜厚度相同的地方，两束反射光的光程差相同，从而形成明暗相间的干涉条纹。

这种干涉称为等厚干涉。

2、牛顿环将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块平面玻璃上，在透镜的凸面和玻璃的平面之间形成一个空气薄膜。

当平行光垂直照射时，在空气薄膜的上表面和下表面反射的光将发生干涉，形成以接触点为中心的一系列明暗相间的同心圆环，称为牛顿环。

3、牛顿环半径与曲率半径的关系设透镜的曲率半径为＄R$，形成第＄k$ 个暗环时，对应的空气薄膜厚度为＄e_k$。

根据几何关系，有：＼e_k ＝＼sqrt{R^2 （r_k)＾2} R＼由于＄r_k^2 ＝ kR\lambda$ （其中＄＼lambda$ 为入射光波长），所以可得：＼R ＝＼frac{r_k^2}｛k\lambda}＼通过测量暗环的半径＄r_k$，就可以计算出透镜的曲率半径＄R$。

三、实验仪器读数显微镜、钠光灯、牛顿环装置。

四、实验步骤1、调整仪器（1）将牛顿环装置放在显微镜的载物台上，调节显微镜的目镜，使十字叉丝清晰。

（2）调节显微镜的物镜，使其接近牛顿环装置，然后缓慢上升物镜，直到看清牛顿环的图像。

（3）调节钠光灯的位置和角度，使入射光垂直照射到牛顿环装置上。

2、测量牛顿环的直径（1）转动显微镜的测微鼓轮，使十字叉丝的交点移到牛顿环的中心。

（2）然后从中心向外移动叉丝，依次测量第＄10$ 到第＄20$ 个暗环的直径。

测量时，叉丝的交点应与暗环的边缘相切。

（3）每一个暗环的直径测量多次，取平均值。

3、数据处理（1）将测量得到的数据填入表格中，计算出每个暗环的半径。

（2）根据公式＄R ＝＼frac{r_k^2}｛k\lambda}＄，计算出透镜的曲率半径＄R$。

牛顿环-等厚干涉标准实验报告牛顿环-等厚干涉标准实验报告一、实验目的1.通过观察和测量牛顿环的干涉图样，了解等厚干涉的原理和特点。

2.学会使用读数显微镜测量牛顿环的直径，并分析误差来源。

3.通过实验数据的处理，进一步掌握不确定度的概念和计算方法。

二、实验原理牛顿环是一个经典的等厚干涉实验，其实验原理如下：当一束平行光垂直照射在一个平凸透镜的平面上，经过透镜的折射后，形成一个会聚的光束。

当这个光束通过一个与之平行的平面玻璃片时，会在玻璃片的下表面反射，形成一个干涉图样。

这个干涉图样是由一系列同心圆环组成的，称为牛顿环。

牛顿环的形成是由于光在透镜和平面玻璃片的下表面反射时，发生了光的干涉。

由于透镜和平面玻璃片的下表面之间的距离是变化的，因此反射光的光程差也是变化的。

当光程差是某个特定值的整数倍时，就会出现干涉加强的现象，形成明亮的圆环。

而当光程差是半个波长的奇数倍时，就会出现干涉减弱的现象，形成暗环。

通过测量干涉图样的直径，可以计算出透镜和平面玻璃片之间的厚度差。

这是因为干涉图样的直径与厚度差之间存在一定的关系。

在本实验中，我们使用读数显微镜来测量牛顿环的直径。

三、实验步骤1.将平凸透镜和平面玻璃片清洗干净，并用纸巾擦干。

2.将平面玻璃片放在平凸透镜的平面上，并使它们之间保持紧密接触。

3.打开读数显微镜，将干涉图样调整到视野中央。

4.调节显微镜的焦距和光源的亮度，使干涉图样清晰可见。

5.使用读数显微镜测量干涉图样的直径，并记录数据。

在每个亮环和暗环的中心位置测量三次，取平均值作为测量结果。

6.重复以上步骤，测量多个干涉图样的直径。

7.根据测量结果计算透镜和平面玻璃片之间的厚度差，并分析误差来源。

四、实验结果与分析在本实验中，我们测量了多个牛顿环的直径，并根据测量结果计算了透镜和平面玻璃片之间的厚度差。

以下是我们测量和计算的数据：通过计算我们发现，厚度差与直径之间存在线性关系，即厚度差是直径的一半。

这是因为干涉图样的直径与厚度差之间存在正比关系。

等厚干涉物理实验报告
一、实验目的
通过等厚干涉实验，掌握干涉现象的基本规律，了解等厚干涉的原理和方法，掌握干涉条纹的观察方法，加深对光的波动性质的认识。

二、实验原理
等厚干涉是指两个平行的透明薄板之间夹有一层透明介质，当入射光垂直于薄板时，由于两个薄板之间的介质厚度相等，所以光线在两个薄板之间传播时，会发生干涉现象。

当两束光线在同一点相遇时，由于光的波动性质，会形成干涉条纹。

三、实验器材
等厚干涉仪、白光源、凸透镜、平行光管、三角架、卡尺、直尺、光学平台等。

四、实验步骤
1.将等厚干涉仪放在光学平台上，调整好仪器的位置和高度。

2.将白光源放在平行光管上，调整好光源的位置和方向。

3.将凸透镜放在光源前方，调整好凸透镜的位置和焦距。

4.将三角架放在等厚干涉仪的上方，将卡尺和直尺固定在三角架上。

5.调整好光源和凸透镜的位置和方向，使得光线垂直射向等厚干涉仪。

6.观察干涉条纹的形成和变化，记录下不同位置的干涉条纹图像。

7.根据记录的干涉条纹图像，计算出等厚干涉的厚度。

五、实验结果
通过实验观察和记录，得到了不同位置的干涉条纹图像，计算出了等厚干涉的厚度。

实验结果表明，等厚干涉的厚度与干涉条纹的间距成正比，与入射光的波长成反比。

六、实验结论
通过等厚干涉实验，我们掌握了干涉现象的基本规律，了解了等厚干涉的原理和方法，掌握了干涉条纹的观察方法，加深了对光的波动性质的认识。

实验结果表明，等厚干涉的厚度与干涉条纹的间距成正比，与入射光的波长成反比。

等厚干涉应用实验报告一、实验目的本实验旨在通过对等厚干涉现象的观察和测量，深入理解等厚干涉的原理和应用，掌握利用等厚干涉测量微小厚度和折射率的方法，提高实验操作技能和数据处理能力。

二、实验原理等厚干涉是指厚度相同的地方，光程差相同，从而产生相同的干涉条纹。

常见的等厚干涉现象有劈尖干涉和牛顿环干涉。

1、劈尖干涉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。

由于劈尖的厚度不均匀，所以在不同位置处两束光的光程差不同，从而形成明暗相间的干涉条纹。

相邻两条明纹或暗纹之间的距离与劈尖的夹角和劈尖的厚度有关。

2、牛顿环干涉将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块平面玻璃上，在两者之间形成一个空气薄层。

当一束平行光垂直入射到该装置上时，在空气薄层的上、下表面反射的两束光将发生干涉，形成以接触点为中心的一系列明暗相间的同心圆环，即牛顿环。

牛顿环的半径与透镜的曲率半径、入射光的波长以及环的序数有关。

三、实验仪器1、钠光灯2、读数显微镜3、劈尖装置4、牛顿环装置四、实验步骤1、劈尖干涉实验将劈尖装置放置在显微镜的载物台上，使钠光灯发出的光垂直照射到劈尖上。

调节显微镜的目镜，使叉丝清晰。

然后调节显微镜的物镜，直到能清晰地看到劈尖的干涉条纹。

转动测微鼓轮，移动显微镜，测量相邻十条明纹（或暗纹）之间的距离，并记录数据。

测量劈尖的夹角，重复测量多次，计算平均值。

2、牛顿环干涉实验将牛顿环装置放置在显微镜的载物台上，使钠光灯发出的光垂直照射到牛顿环上。

调节显微镜的目镜和物镜，直到能清晰地看到牛顿环的干涉条纹。

从中心向外依次测量第 10 到第 20 个暗环的直径，并记录数据。

重复测量多次，计算平均值。

五、实验数据处理1、劈尖干涉数据处理相邻十条明纹（或暗纹）之间的距离平均值为：＿____mm。

劈尖的夹角计算：根据公式θ ＝Δl ／ L，其中Δl 为相邻十条明纹（或暗纹）之间的距离，L 为劈尖的长度。

计算得到劈尖的夹角为：＿____。

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。

一、实验目的1. 观察和分析等厚干涉现象；2. 学习利用干涉现象测量平凸透镜的曲率半径；3. 掌握读数显微镜的使用方法。

二、实验原理等厚干涉是薄膜干涉的一种，当薄膜层的上下表面有一很小的倾角时，从光源发出的光经上下表面反射后在上表面附近相遇时产生干涉，并且厚度相同的地方形成同一干涉条纹，这种干涉就叫等厚干涉。

牛顿环是等厚干涉的一个最典型的例子，其原理如下：牛顿环装置由一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块光学玻璃平板上构成。

平凸透镜的凸面与玻璃平板之间的空气层厚度从中心到边缘逐渐增加。

当平行单色光垂直照射到牛顿环上时，经空气层上、下表面反射的两光束存在光程差，它们在平凸透镜的凸面相遇后，将发生干涉。

从透镜上看到的干涉花样是以玻璃接触点为中心的一系列明暗相间的圆环，称为牛顿环。

根据干涉原理，当空气层厚度为d时，两束相干光的光程差为ΔL = 2nd +(λ/2)，其中n为空气折射率，λ为入射光的波长。

当ΔL为整数倍的波长时，产生明环；当ΔL为奇数倍的半波长时，产生暗环。

根据牛顿环的干涉条件，可以推导出牛顿环的半径与平凸透镜的曲率半径R之间的关系。

三、实验仪器与器材1. 牛顿环仪2. 读数显微镜3. 钠光灯4. 秒表5. 记录本四、实验步骤1. 将牛顿环仪放置在平稳的工作台上，调整读数显微镜使其对准牛顿环仪的中心。

2. 打开钠光灯，调整其亮度，使光线垂直照射到牛顿环仪上。

3. 观察牛顿环现象，记录明暗环的位置和数量。

4. 使用读数显微镜测量明暗环的半径，记录数据。

5. 重复实验步骤，取平均值。

五、数据处理1. 根据实验数据，计算明环和暗环的半径。

2. 根据牛顿环的干涉条件，推导出平凸透镜的曲率半径R的表达式。

3. 代入实验数据，计算平凸透镜的曲率半径R。

六、实验结果与分析1. 实验过程中观察到牛顿环现象，明暗环以接触点为中心，内疏外密。

2. 通过测量明暗环的半径，计算出平凸透镜的曲率半径R。

3. 实验结果与理论计算值基本一致，说明实验方法可靠。

等厚干涉原理与应用实验报告.doc 等厚干涉原理与应用实验报告一、实验目的1.理解和掌握等厚干涉原理及基本原理公式；2.学会使用等厚干涉仪器进行实验操作；3.观察等厚干涉现象，分析实验结果；4.应用等厚干涉原理解决实际问题。

二、实验原理等厚干涉是指两束或多束相干光波在一定条件下相遇，产生干涉现象。

其基本原理是当两束光波的相位差等于2π的整数倍时，它们叠加产生亮条纹；相位差为2π的奇数倍时，叠加产生暗条纹。

因此，等厚干涉通常被用于测量表面平整度、薄膜厚度、液体折射率等。

在等厚干涉实验中，通常使用钠灯发出的黄光作为光源，因其相干长度较大，可获得较明显的干涉条纹。

实验中需要将待测表面放置在空气薄膜的一侧，通过调节薄膜厚度，使两束光波在表面反射后产生相干，从而形成等厚干涉条纹。

三、实验步骤1.准备实验器材：钠灯、显微镜、光屏、载物台、测微目镜、尺子、待测表面（如平面玻璃）。

2.将钠灯放置在显微镜的聚光器下，调整显微镜和钠灯的距离，使光源通过显微镜后照射到待测表面上。

3.将待测表面放置在显微镜的载物台上，调整显微镜的焦距，使其清晰地观察到干涉条纹。

4.将光屏放置在显微镜的侧面，使其与显微镜的出射光路平齐，从而能够接收干涉条纹。

5.调节显微镜的焦距和光屏的角度，使干涉条纹清晰可见。

此时可通过观察测微目镜或尺子测量干涉条纹的间距。

6.根据测量的结果计算待测表面的平整度或薄膜厚度。

四、实验结果与分析1.在本次实验中，我们成功观察到了等厚干涉条纹。

通过调节显微镜和光屏的角度，使条纹清晰可见。

我们发现，当显微镜和光屏之间的距离增加时，条纹之间的间距变小；反之，间距变大。

这表明条纹间距与显微镜和光屏之间的距离成反比关系。

2.通过测量条纹间距，我们计算出了待测表面的平整度。

具体来说，我们首先计算了相邻亮条纹之间的距离d（单位为毫米），然后根据公式平整度=d/2n（n为折射率），计算出平整度（单位为毫米）。

结果表明，待测表面的平整度较高。

实验等厚干涉实验报告一、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、掌握用牛顿环测量平凸透镜曲率半径的方法。

3、学会使用读数显微镜。

二、实验原理1、等厚干涉当一束平行光垂直入射到厚度不均匀的透明薄膜上时，在薄膜的上、下表面反射的两束光会发生干涉。

由于薄膜厚度不同，两束反射光的光程差也不同，在某些位置两束光干涉加强，形成亮条纹；在另一些位置干涉减弱，形成暗条纹。

这种由于薄膜厚度相同的地方产生相同干涉条纹的现象称为等厚干涉。

2、牛顿环将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块平面玻璃上，在透镜的凸面与玻璃的平面之间就会形成一个上表面是球面，下表面是平面的空气薄层。

当平行单色光垂直入射时，在空气薄层的上、下表面反射的两束光将发生等厚干涉，形成以接触点为中心的一系列明暗相间的同心圆环，这些圆环被称为牛顿环。

设透镜的曲率半径为＄R$，在距接触点＄r$ 处的空气薄层厚度为＄d$。

由于＄R ＞＞ d$，所以可以将空气薄层的上表面近似看作球面的一部分。

根据几何关系，有：＼d ＝＼sqrt{R^2 r^2} R ＼approx ＼frac{r^2}｛2R}＼当光程差为半波长的奇数倍时，出现暗条纹，即：＼＼Delta ＝ 2d ＋＼frac{＼lambda}｛2} ＝（2k ＋ 1)＼frac{＼lambda}｛2}＼将＄d$ 的表达式代入上式，可得：＼r^2 ＝ kR\lambda＼其中，＄k ＝ 0, 1, 2, ＼cdots$ 为干涉条纹的级数，＄＼lambda$ 为入射光的波长。

通过测量牛顿环的半径＄r$ 和已知的波长＄＼lambda$，就可以计算出透镜的曲率半径＄R$。

三、实验仪器1、读数显微镜2、钠光灯3、牛顿环装置四、实验步骤1、调节读数显微镜（1）将显微镜的目镜调焦，使十字叉丝清晰。

（2）将物镜调焦，使物像清晰。

（3）移动显微镜，使目镜中的十字叉丝与牛顿环的中心大致重合。

2、测量牛顿环的直径（1）转动测微鼓轮，使十字叉丝从牛顿环的中心向一侧移动，依次对准第 15、14、13、……、3 暗环，分别记录测微鼓轮的读数＄x_1$、＄x_2$、＄x_3$、……、＄x_{13}＄。