光的等厚干涉与应用

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1、物理实验教案实验名称：光的等厚干涉与应用1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2仪器读数显微镜，钠光灯，牛顿环装置3实验原理3.1光的等厚干涉原理如图15-1所示，在平面与平面之间存在一个空气气隙。当入射光投射到平面上时，部分光被反射后朝1方向传播，部分透过平面投射到平面上被反射后再透过平面朝2方向传播，两光线叠加互相干涉，叠加处两束光的光程差近似为，式中为光由光疏介质反射到光密介质表面时产生

2、的附加光程差，也称半波损失。图15-1产生暗纹的条件为：厚度相等的地方光程差相等，所以称此种干涉为等厚干涉。3.2牛顿环与凸透镜曲率半径测定5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：(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4教学内容1)打开钠光灯，调整牛顿环装置使干涉图样处于装置中心，之后将它

3、放在显微镜的载物台上,调整显微镜的方向使显微镜下的半反射镜将光反射到牛顿环装置上，如图20-1（a）。2)调节显微镜的目镜直到看清“十”字叉丝，降低显微镜筒，使它靠近牛顿环装置的表面，然后慢慢往上调节必要时调节下方的反光镜，直到看清牛顿环图样为止。3)转动鼓轮，使显微镜筒大约在主尺中间的位置。移动牛顿环装置，使“十”字叉丝的交点在牛顿环中心，同时转动目镜使横向叉线平行于主尺。4)5顺时针转动鼓轮，使叉丝左移，同时读出叉丝越过暗纹的数目，读到34环停止移动，然后逆时针慢慢转动鼓轮，使叉丝右移，当叉丝在第32、3

4、0、26、24、22、20、18、16、14、12、10暗纹的中心时读数。再继续向右移使叉丝越过牛顿环中心，当叉丝在第10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32暗纹中心时读数计算各环的直径测量值。1)把牛顿环装置转90度后，重复第3、4步。并计算各环直径测量平均值。并用逐差法处理数据。6实验教学的重点与难点重点：要掌握干涉原理难点：装置调节和数环数7实验中容易出现的问题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。3)调焦及调鼓轮时不可超出

5、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。8实验参考数据表1曲率半径较小的数据（λ=5.893×10-4mm）k(mm)1027.34522.5304.81527.22222.4004.8224.81823.2131227.54122.3225.21927.43522.2025.2335.22627.3111427.73522.1455.59027.60822.0105.5985.59431.2931627.90721.9625.94527.79521.8355.960

6、5.95235.4261828.07921.7886.29127.96521.6686.2976.29439.6142028.23521.6326.60328.12521.5086.6176.61043.6922228.38521.4806.90528.26821.3556.9136.90947.7342428.53121.3557.19628.41521.2107.2057.20051.8402628.65521.1957.47028.55521.0727.4837.47655.8902828.80521.

7、0687.73728.68520.9357.7507.74459.9703028.94120.9358.00628.80820.8058.0038.00464.0643229.06220.8088.25428.94020.6888.2528.25368.112nm1023.2132247.73424.52124.51051227.3112451.84024.5291431.2932655.89024.5971635.4262859.97024.5441839.6143064.06424.4502043.692

8、3268.11224.420表2曲率半径较大的数据k(mm)1029.80520.0159.79029.74019.8359.9059.84896.9831230.23819.57510.66330.19019.39510.79510.729115.1111430.64819.17511.47330.59518.99011.60511.539133.15481631.02518.79512.2303