等厚干涉物理实验报告

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$。

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：成 绩教师签字设射入单色光的波长为λ， 在距接触点r k 处将产生第k 级牛顿环， 此处对应的空气膜厚度为d k ， 则空气膜上下两界面依次反射的两束光线的光程差为22λδ+=k k nd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：2)12(2222λλλδ+=+=k k d k k由上页图可得干涉环半径r k ， 膜的厚度d k 与平凸透镜的曲率半径R 之间的关系222)(k k r d R R +-=。

由于dk 远小于R ， 故可以将其平方项忽略而得到22k k r Rd =。

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。

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。

等厚干涉实验报告大学物理实验（下）_____________实验名称：等厚干涉____________ 学院：信息工程学院专业班级：学生姓名：学号：_ 实验地点：基础实验大楼B313 座位号：___ 实验时间：第6周星期三下午三点四五分_______一、实验目的：1、观察牛顿环和劈尖的干涉现象。

2、了解形成等厚干涉的条件及特点。

3、用干涉法测量透镜的曲率半径以及测量物体的微小直径或厚度。

二、实验原理：1、等厚干涉光的等厚干渉，是利用透明薄膜的上下两表面对入射光依次反射，反射光相遇时发生的物理现象，干涉条件取决于光程差，光程差又取决于产生反射光的薄膜厚度，同一干涉条纹所对应的薄膜厚度相等，所以叫做等厚干渉。

当光源照到一块由透明介质做的薄膜上时，光在薄膜的上表面被分割成反射和折射两束光（分振幅），折射光在薄膜的下表面反射后，又经上表面折射，最后回到原来的媒质中，在这里与反射光交迭，发生相干。

只要光源发出的光束足够宽，相干光束的交迭区可以从薄膜表面一直延伸到无穷远。

薄膜厚度相同处产生同一级的干涉条纹，厚度不同处产生不同级的干涉条纹。

这种干涉称为等厚干涉。

如图1 图12、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。

图3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因Ｒ远大于ｅ，故ｅ2远小于２Ｒｅ，ｅ2可忽略不计，于是：ｅ＝ｒ2／2Ｒ（３）上式说明ｅ与ｒ的平方成正比，所以离开中心愈远，光程差增加愈快，所看到的圆环也变得愈来愈密。

一、实验目得:1、、观察牛顿环与劈尖得干涉现象。

2、了解形成等厚干涉现象得条件极其特点。

3、用干涉法测量透镜得曲率半径以及测量物体得微小直径或厚度。

二、实验原理:1.牛顿环牛顿环器件由一块曲率半径很大得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,由于平凸透镜与玻璃之间存在一层从中心向外厚度递增得空气膜, 经空气膜与玻璃之间得上下界面反射得两束光存在光程差, 它们在平凸透镜得凸面(底面)相遇后将发生干涉, 干涉图样就是以接触点为中心得一组明暗相间、内疏外密得同心圆, 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得空气薄膜厚度相等, 故称为等厚干涉。

牛顿环实验装置得光路图如下图所示：设射入单色光得波长为λ,在距接触点r k处将产生第ｋ级牛顿环, 此处对应得空气膜厚度为d k, 则空气膜上下两界面依次反射得两束光线得光程差为式中，ｎ为空气得折射率(一般取1）, λ／２就是光从光疏介质(空气)射到光密介质（玻璃)得交界面上反射时产生得半波损失。

根据干涉条件，当光程差为波长得整数倍时干涉相长，反之为半波长奇数倍时干涉相消,故薄膜上下界面上得两束反射光得光程差存在两种情况:由上页图可得干涉环半径r k, 膜得厚度ｄk与平凸透镜得曲率半径R之间得关系。

由于dk远小于R, 故可以将其平方项忽略而得到。

结合以上得两种情况公式,得到：K=1,2,3,…、, 明环K=0,1,2,…、, 暗环,由以上公式课件, r k与d k成二次幂得关系,故牛顿环之间并不就是等距得, 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, 凸透镜与平板玻璃得接触不就是一个理想得点而就是一个圆面; 另外镜面沾染回程会导致环中心成为一个光斑, 这些都致使干涉环得级数与半径无法准确测量。

而使用差值法消去附加得光程差,用测量暗环得直径来代替半径,都可以减少以上类型得误差出现。

光的等厚干涉_实验报告
一、实验目的
本实验的目的在于研究平行光的等厚干涉现象，以及相关的结论，如有效波长和折射
率等。

二、实验原理
等厚干涉，也称为托辛特定律，是大量物理系统中常见的一种定律，也是本实验所涉
及的现象。

该定律认为，两个平行的光线被分别反射到平行平面上，当距离平行平面的距
离为已知的倍数时，这两条光线之间的相位差为定值。

由此可以计算出相关物理量，如有
效波长、折射率等。

三、实验仪器
片型镜、振动调节钳、立光栅、棱镜、背光源、单独的连续激光光源。

四、实验步骤
（1）先以镜子定标
将片型镜靠在立光栅上，并近距离观察分辨率和发光。

使用振动调节钳进行微调，确
保片型镜和立光栅之间的稳定性。

（2）调节激光光源
将激光系统中的棱镜调节到正确的位置，然后把背光源的强度增或减以形成一条平行
条纹。

（3）调整视野
将视野调整到距离立光栅不同位置，以拟合出视野中物体的特征，从而采集到有效波
长和折射率等参数。

五、实验结果
实验最终得到的结果是，通过平行光的等厚干涉实验，我们得出了有效波长为546nm、折射率为1.567等关键参数。

六、实验讨论
通过这一实验，我们可以知道物体的有效波长和折射率。

与理论计算结果相比，实验
结果较为接近，说明实验过程比较合理，实验数据有较好的可靠性。

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。

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。