导读：35420会聚透镜的焦距为20cm，用它得到放大率为大小相同的发散透镜，得到放大率为1的实像，物与像的距离是多少？如果用主焦距41的虚像，那么物与像的距离又是多少？436401空气中相距为3cm的两共轴薄凸透镜L1和L2，焦距分别为6cm和3cm，求系统的像方焦点位置；若物在L1左方6cm处，求最后像的位置。36402一高为h的发光体位于一焦距为10cm的会
35420 会聚透镜的焦距为20cm，用它得到放大率为
大小相同的发散透镜，得到放大率为1的实像，物与像的距离是多少？如果用主焦距41的虚像，那么物与像的距离又是多少？ 4
36401 空气中相距为3 cm的两共轴薄凸透镜L1和L2，焦距分别为6 cm和3 cm，求系统的像方焦点位置；若物在L1左方6 cm处，求最后像的位置。
36402 一高为h的发光体位于一焦距为10cm的会聚透镜的左侧40cm处，第二个焦距为20cm的会聚折透镜位于第一透镜右侧30cm处；（1）计算最终成像的位置；（2）计算最终成像的高度与物体高度之比；
（3）画出光路图。
36403 把一个物体放在一个凸透镜左方20cm处，此透镜的焦距为10cm，把第二个凸透镜放在第一个右方30cm处，焦距为12.5cm,求最后像的位置.
36404 凸透镜的焦距为10cm,凹透镜的焦距为4cm,两透镜相距12cm,已知高为1cm的物体放在凸透镜左边20cm处,物先经凸透镜成像现由凹透镜成像,求像的位置和性质,并作光路图.
36405 一个焦距为10 cm的薄凸透镜与一个焦距为-5 cm的薄凹透镜相距10 cm成共轴系统,高为3 mm
的物体在凸透镜左方20 cm处,试求该物体最后成像的位置和大小,并作光路图.
36406薄正透镜对很远处物体形成一实像如图所示,像高为h,像距为.4l一负透镜L2,焦距l,放在L1右距离为2l处,另一正透镜L3,焦距为2l,放在L1右距离为3l处,(1)求最后成像位置离L1的距离;(2)求像高.
36407 一平凸薄透镜，当平面镀银，类似一个焦距为28 cm的凹面镜，当凸面镀银，类似一个焦距为10 cm的凹面镜，求透镜的折射率。
36408 一个新月薄透镜的两表面曲率半径r1和r2依次为-20cm和-15cm,薄透镜的折射率为n?1.5，今在如图所示的后表面r2的凸面镀银，在r1的那个球面左方40处主轴上放一个高为1cm 的物体，试求最后像的位置。
36409 在焦距为20cm的凸透镜O1前10cm处放一物点在主轴上，在透镜后d=10cm处放一平面镜O2
垂直于主轴，试求最后成像的位置。
36410 三个共轴的双凸薄透镜组成复合光具组，它们的焦距都是20cm，两相邻透镜间的距离都是30cm，今在第一透镜左方60cm处的主轴上放一高1cm 的小物体，计算最后像的位置，并作光路图。
45401 有一焦距为50 cm的物镜，拟制一个3?的望远镜，问：在开普勒望远镜中，目镜的光信度和物镜的到目镜的距离是多少？（2）在伽利略望远镜中，目镜的光焦度和物镜到目镜的距离是多少？
45402 一架开普勒望远镜物镜与目镜的焦距分别为100 cm和20 cm 。（1）求放大本领；（2）200cm远处高为50 m的楼房，在望远镜中所成像的高度是多少？
48401 一盏电灯悬于直径为d 圆桌中心上方，高度为h试证明圆桌中心与边缘照度这比为d2(1?2) . 4h
52401 用?1和?2两种成份的复色光做杨氏双缝干涉实验，其中，?1=500nm双缝间距0.5mm ,缝和屏的距离D=1.2m ,求(1)对?1而言,第三级明条纹距中心的距离. (2)相邻两明条纹的间距.(3)若屏幕上?1的第五级明条纹和?2的第四级明条纹重合,求?2。
52402 在杨氏双缝干涉实验中，已知缝中心间距为t ，若光源S发出的光含?1和?2，通过缝的光强分别为I10和I20，求距离双缝L的屏上光强分布，将其表示成光屏上位置的函数。
?452403 在双缝干涉实验中，波长??550nm的单色平行光垂直射到缝距d?2?10m的双缝上，屏
?6到双缝的距离D?2m，求：（1）中央明纹两侧第10级明纹中心的间距；（2）用厚度为l?6.6?10m，
折射率n?1.58的云母片复盖一缝后，零级明纹交移到原来的第几级明纹处？
52404 在杨氏实验中，P为屏幕上第5级亮纹的所在位置，现在缝S1后插入玻片（n?1.5），则P点变为零级明纹，求玻片的厚度，已知??500nm。
52405 用厚度l?6.64?10mm的云母片复盖在杨氏双缝的一个缝上，则屏幕上中心点O处变为第7级明纹，若波长??550nm，问云母片的折射率多大？
50406 一双缝干涉装置的一个缝被折射率为1.4的薄玻片所遮盖,另一缝被折射率为1.7的薄玻璃秘遮盖,在玻璃片插入前的屏上的中央极大现在被第5级明纹所占据,设光波的波长为??448nm,且两玻片具有相同的厚度,求其厚度为多少?
52407波长为??600nm的光照射到间距d?0.3mm的杨氏双缝上,求:距双缝100 cm处的光屏上,第二级与第三级两暗纹间的距离为多少?(2)距离中央亮条纹10 mm处的P点是明还是暗?
52408 单色平行光垂直入射到一缝距d?1.127mm的双缝上,在缝后距缝为D0(D0??d)处的幕上测得两相邻干涉明纹的间距,?x?0.5362 mm ,将幕移远50 cm后, 则幕上相邻明纹的间距增到?3?x?0.8083,求:(1)入射光波长;(2)原来缝与幕的距离D0 .
52409 在杨氏双缝实验中,缝距为0.5mm ,缝屏相距为1m ,单色光的波长为500nm ,求(1)中央明纹与第一明纹的距离;(2)若P点y=0.25mm ,则两相干光在P点的光程差和位相差为多少? (3)P点的光强与P0点光强之比.
52410 在杨氏双缝干涉实验中，将厚度为d ，折射率为n的薄玻璃片插入缝S2的光路中，设d=0时
屏中心处的光强为I0 ，试计算：（1）P0点的光强与厚度的函数关系。（2）d取什么值时，P0点的光强最小？
53401 菲涅耳双面镜夹角为2?'，缝光源离双面镜的交线10cm ，接收屏幕与双面镜交线的距离为210cm ，光波波长为600nm 。求干涉条纹的间距。
53402 菲涅耳双面镜实验中，光屏与双面镜交线的距离L=2.5,
线光源到两反射交线的距离为r=1m , 问两镜的夹角是多少?
53403 如图所示双面镜干涉实验,两镜面夹角??10?3rad=,光源到双面镜交线的距离r=0.5m ,光的波长为500nm,镜面交线到幕的距离L=1.5m , (1)求幕上条纹宽度的值; (2)问幕上最多有多少条明纹?
?0=500nm ,条纹间距?l?=0.5mm ,若
54401 在双棱镜实验中，光源与镜的距离L1=60cm，镜与幕的距离L2=120cm，镜材料的折射率n=1.5,所用光的波长为589nm,测得条纹宽度=1.0mm ,求双棱镜的顶角A的大小.
54402在双棱镜实验中的镜材料折射率为n=1.5 ,匀的小锐角A=0.50,光源S到镜距离L1=100mm ,镜到幕的距离L2=1m,测得条纹宽度0.8mm, 求入射光的波长.
55401 在洛埃镜实验中狭缝光源S0和它的虚像S1在镜左边20cm 处,镜长30cm,在镜右侧边缘处放置一毛玻璃片,如S到镜面的垂直距离为2.0mm ,所用波长为720nm的红光,试计算干涉条纹的间距及屏上的条纹数.
55402 在洛埃镜实验中,光源S在镜面以上2mm处，镜在光源和幕的正中间，镜长0.4m ,幕和光源的距离1.5m ,光的波长为500nm .求(1)条纹宽度多大;(2)干涉条纹的范围多大;(3)条纹总数为多少?
55403 洛埃镜实验如下图所示,AB为一长5cmr的平面镜S为一点光源，位于P点上方1mm处距离PA=5cm, BO=10cm ,设光源发出的光波长为500nm , (1)若观察屏在平面镜右端B处,O处的明纹暗如何?为
什么?(2)求出屏上相邻条纹的间隔;(3)在顺着光线直接射向观察的方向上引入一个介持薄膜(n=1.5),发现某点处有两条条纹移过,求薄膜的厚度.
55404洛埃镜实验如图所示,
??500nm,O'S?1mm,BO?190cm,AB?AO'?5cm ,(1)确定干涉区域的大小,求条纹总数;(2)在SQ光路上插入折射率为n=1.5的云母片,若能使最下面的条纹移到原条纹最上部,试求云母片厚度应该为多少?
55405 一船在25m高的桅杆上装有一天线，向位于海平面上150m高的悬崖顶的接收站发射波长2~4m无线电波，当船驶到离悬崖脚2km ，时，失支了无线电联系，问所用无线电波长，假若海平面反射无线电波 。
55406一微波探测器位于湖岸水面上0.5m高处，一射电星发射波长为21cm 的单色微波，从地平线上缓缓升起，探测器将相继指出信号强度的极大值和极小值，问当接收到第一个极大值时，射电星位于地平线上什么角度？
56401 空气(n1?1)中的玻璃(n2?1.5)板上有一层厚度l?0.2?m的甘油膜(n?1.47)，问甘油膜被白光垂直照射在它的上面，则正面呈现什么颜色？背面呈现什么颜色？
56402 空气中的一厚度为380nm的肥皂膜（n=1.33），如果白光垂直照射在它的上面，则正面呈什么颜色？背面呈什么颜色？
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光的干涉实验
光的干涉实验
范文一：浅谈光的干涉实验【教学重点】（1）使学生知道双缝干涉产生的条件，认识干涉图样的特征。（2）理解双缝干涉实验中产生亮条纹和暗条纹的条件【教学难点】对双缝干涉图样中亮条纹和暗条纹产生原因的正确理解，如何用波动说来说明明暗相间的干涉条纹，在时间上是稳定的，空间上存在着加强区和减弱区并且互相间隔，如何理解“加强”和“减弱”.【教学工具】多媒体课件、激光光源、双缝、红、绿、蓝、紫滤色片；激光干涉演示仪。【教学准备】1.为了更好的展开教学内容，上节课后作业预埋一道背景为机械波的干涉的习题.2.教师在课前要做好充分的准备，对教材的内容进行深刻的分析，做好上课时需要的相关课件.做好实验是本堂课的关键，教师在课前要先做好演示实验.3.为了使实验现象明显，本节课要在有暗室条件的教室里上.4.教学用具：⑴实验装置 演示光的干涉现象：激光器，双缝，学生电源， 激光干涉演示仪.⑵多媒体课件 水波干涉的视频，托马斯·杨双缝干涉实验原理示原文地址：浅谈光的干涉实验【教学重点】（1）使学生知道双缝干涉产生的条件，认识干涉图样的特征。（2）理解双缝干涉实验中产生亮条纹和暗条纹的条件【教学难点】对双缝干涉图样中亮条纹和暗条纹产生原因的正确理解，如何用波动说来说明明暗相间的干涉条纹，在时间上是稳定的，空间上存在着加强区和减弱区并且互相间隔，如何理解“加强”和“减弱”.【教学工具】多媒体课件、激光光源、双缝、红、绿、蓝、紫滤色片；激光干涉演示仪。【教学准备】1.为了更好的展开教学内容，上节课后作业预埋一道背景为机械波的干涉的习题.2.教师在课前要做好充分的准备，对教材的内容进行深刻的分析，做好上课时需要的相关课件.做好实验是本堂课的关键，教师在课前要先做好演示实验.3.为了使实验现象明显，本节课要在有暗室条件的教室里上.4.教学用具：⑴实验装置 演示光的干涉现象：激光器，双缝，学生电源， 激光干涉演示仪.⑵多媒体课件 水波干涉的视频，托马斯·杨双缝干涉实验原理示
范文二：作者：许红芬实验教学与仪器 2015年02期在人教版高中物理选修教材3-4第十三章第二节“光的干涉”教学中，实验涉及光的干涉图样，因为光的干涉现象在日常生活中难以观察到，所以学生对干涉现象的认识多半限于教材的描述，他们感觉很抽象，无法深入理解。在教学中，若能成功做好“光的干涉”实验，则可以化抽象为形象，增强学生的感性认识，从而更好地理解光也是一种波。现有教材对光的干涉现象的演示方法是：在暗室中用氦氖激光器发出的红色激光照射金属挡板上两条平行的狭缝，从而观察光的干涉情况。若按教材上的装置来做，虽然能得到干涉条纹，但该方法有诸多不足之处：激光的安装调节很繁琐，需花费很长的时间才能达到较理想的效果，且激光发生器装置的一些附件还很容易损坏。此外，双缝不仅需要专业厂家生产，而且整套装置很昂贵，容易刮花，很多学校难以承受。许多教师也曾做过在光盘或熏黑的玻璃上刻双缝的实验尝试，然而在光盘上刻双缝，双缝间的距离无法刻得较近，且刻出来的缝很不平整，因此得到的干涉图样的亮暗条纹界限不是很清楚。而在熏黑的玻璃上刻双缝，不仅不方便制作，而且在操作中很容易把缝擦掉，若再重新制作则会耽误时间。笔者从小孩玩气球中得到启示，采用在气球皮上刻双缝的办法，经过多次实验发现，该方法克服了上述弊端，效果非常好。一、教具制作1.双缝的制作。取较长较宽且颜色深的气球皮，用长剪刀将其剪成长条形，取两块一样的刀片（长约8～10cm，笔者用的是长为10cm的美工刀片），在两刀片间夹一层纸（纸厚度约为0.1～0.15cm），再用胶布将刀片的一端缠起来制成双刀片，用双刀片在气球皮的中间沿拉伸方向轻轻一划，注意尽量一刀到位，这样就得到了两条平行的双缝。2.光源的选取。采用电化教学中常用的激光笔作为光源（该激光笔有多种颜色，可以演示不同颜色光的干涉现象），若从成本考虑，则可采用市面上玩具店所卖的玩具激光笔。3.其他器材。多孔塑料面板（若实验室没有，则可以用钻了孔的木板代替）和配套的插头、金属棒、夹子。二、实验过程1.光源和双缝的固定。（1）将多孔面板竖直放置于平面上。（2）把光源用金属扣固定在插头上，并将插头插入多孔面板中。（3）在光源前面8～10 cm处插入两金属棒，用金属夹子将气球皮两端固定在金属棒上，注意要使双缝与金属棒垂直，这样做便于实验现象的观察和双缝间距的调节。另外，要使光源所在直线与气球皮垂直并在双缝处相交，如图1所示。2.打开光源，以墙为屏，观察光的干涉图样，如图2所示。3.移动多孔板，改变双缝与屏间的距离，观察干涉图样，如图3所示。4.转动金属棒使气球皮拉长，改变双缝间的距离，观察干涉图样的变化，如图4所示。5.更换光源颜色，重复以上步骤，观察光的干涉图样，如图5所示。三、实验优点1.该装置简单、轻便，便于上课时携带。2.易于调试，能得到非常清晰的干涉条纹，实验现象很明显。3.通过拉伸气球皮，能够很方便地改变双缝的间距，弥补了原实验装置不能改变双缝间距的不足。4.光源采用常用的激光笔，不仅不需要调试，可直接使用，而且可以非常方便地更换不同颜色的激光笔进行实验。5.可以变演示实验为学生探究性实验。6.所有实验器材取材方便，价格便宜，易于在各学校特别是农村学校进行推广。7.还可以演示光的单缝衍射现象。作者介绍：许红芬，湖南省永兴县第一中学（423300）。
范文三：光的等厚干涉实验实验目的与要求：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：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?k?2ndk??2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：?k?2dk??22k?2(2k?1)?2K=1,2,3,…., 明环 K=0,1,2,…., 暗环由上页图可得干涉环半径rk，膜的厚度dk与平凸透镜的曲率半径R之间的关系R2?(R?dk)2?rk。由于dk远小于R，故可以将其平方项忽略而得到2Rdk?rk。结合以上的两种情况公式，得到：22rk?2Rdk?kR?，k?0,1,2...,暗环由以上公式课件， rk与dk成二次幂的关系，故牛顿环之间并不是等距的，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，凸透镜与平板玻璃的接触不是一个理想的点而是一个圆面；另外镜面沾染回程会导致环中心成为一个光斑，这些都致使干涉环的级数和半径无法准确测量。而使用差值法消去附加的光程差，用测量暗环的直径来代替半径，都可以减少以上类型的误差出现。由上可得：2D2m?D2nR?4(m?n)?式中， Dm、Dn分别是第m级与第n级的暗环直径，由上式即可计算出曲率半径R。由于式中使用环数差m-n代替了级数k，避免了圆环中心及暗环级数无法确定的问题。凸透镜的曲率半径也可以由作图法得出。测得多组不同的Dm和m，根据公式D2m?4R?m，可知只要作图求出斜率4R?，代入已知的单色光波长，即可求出凸透镜的曲率半径R。 2. 劈尖将两块光学平玻璃叠合在一起，并在其另一端插入待测的薄片或细丝（尽可能使其与玻璃的搭接线平行），则在两块玻璃之间形成以空气劈尖，如下图所示：当单色光垂直射入时，在空气薄膜上下两界面反射的两束光发生干涉；由于空气劈尖厚度相等之处是平行于两玻璃交线的平行直线，因此干涉条纹是一组明暗相间的等距平行条纹，属于等厚干涉。干涉条件如下：?k?2dk?可知，第k级暗条纹对应的空气劈尖厚度为?2?(2k?1)?2k=0, 1, 2,…dk?k?2由干涉条件可知，当k=0时d0=0，对应玻璃板的搭接处，为零级暗条纹。若在待测薄物体出出现的是第N级暗条纹，可知待测薄片的厚度（或细丝的直径）为d?N?2实际操作中由于N值较大且干涉条纹细密，不利于N值的准确测量。可先测出n条干涉条纹的距离l，在测得劈尖交线到薄片处的距离为L，则干涉条纹的总数为：N?代入厚度计算式，可得厚度/直径为：nL ld??n2lL主要仪器设备：读数显微镜，纳光灯，牛顿环器件，劈尖器件。步骤与操作方法： 1. 牛顿环直径的测量（1） 准备工作：点亮并预热纳光灯；调整光路，使纳光灯均匀照射到读数显微镜的反光镜上，并调节反光镜片使得光束垂直射入牛顿环器件。恰当调整牛顿环器件，直至肉眼课件细小的正常完整的牛顿环干涉条纹后，把牛顿环器件放至显微镜的中央并对准。完成显微镜的调焦，使牛顿环的中央与十字交叉的中心对准后，固定牛顿环器件。（2） 测量牛顿环的直径：从第6级开始逐级测量到第15级暗环的直径，使用单项测量法。转动测微鼓轮，从零环处开始向左计数，到第15级暗环时，继续向左跨过直至第18级暗环后反向转动鼓轮（目的是消除空程误差），使十字线返回到与第15级暗环外侧相切时，开始读数；继续转动鼓轮，均以左侧相切的方式，读取第14，13，12.……7，6级暗环的读数并记录。继续转动鼓轮，使十字叉线向右跨过圆环中心，使竖直叉丝依次与第6级到第15级的暗环的右内侧相切，顺次记录读数。同一级暗环的左右位置两次读数之差为暗环的直径。2. 用劈尖测量薄片的厚度（或细丝直径）（1） 将牛顿环器件换成劈尖器件，重新进行方位与角度调整，直至可见清晰的平行干涉条纹，且条纹与搭接线平行；干涉条纹与竖直叉丝平行。（2） 在劈尖中部条纹清晰处，测出每隔10条暗纹的距离l，测量5次。 （3） 测出两玻璃搭接线到薄片的有效距离L，测量5次。* 注意，测量时，为了避免螺距的空程误差，读数显微镜的测微鼓轮在每一次测量过程中只能单方向旋转，中途不能反转。数据记录与处理： 牛顿环第一次测量直径第二次测量直径劈尖干涉短距离（l）劈尖干涉全距离（L）结果与分析：(除了序号外，没有标注的数据单位均为mm) 由牛顿环半径，用逐差法计算平凸透镜的曲率半径： 由第一组数据获得的环直径：由第二组数据获得的环直径：由以上两组数据获得直径平均值为：已知纳光灯的波长λ=0.mD2m?D2n由公式R?可以得到五个逐差得到的曲率半径值：4(m?n)?得到凸透镜曲率半径的最终结果：R=0.87±0.02 m用劈尖测量薄片厚度10条暗纹的长度数据及其处理得到10条暗纹的间距长度为： l=(1.30±0.03)*10-03 m劈尖干涉条纹的整体长度数据及其处理得到劈尖干涉条纹的整体长度为：L=(40.4±0.2)*10-03 m由以上数据，得到薄片厚度d的平均值为 d(avg)=9.14484E-05 影响系数 Cl=0.07， CL=0.002， 得到d的不确定度为Ud?可以得到，薄片厚度d为： d=(9.1±0.2)*10-05 m(Cl*Ul)2?(CL*UL)2?2.00*10-06m讨论、建议与质疑：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。3. 如果读数显微镜的视场不亮，可以有三个调节步骤：一，整体移动显微镜，使反光镜组对准纳光灯；二，通过旋钮调节物镜下方的反光玻璃，使其成45度，正好将光线反射到牛顿环器件上；三，调节载物台下方的反光镜，是纳光灯的光线可以通过载物台玻璃照射到牛顿环器件。总之，调节反射光路，是解决视场偏暗的主要方法。4. 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输出的样式，而不用肉眼直接观察。
范文四：多光束干涉实验一、实验目的和内容1、观察多光束干涉现象，掌握多光束干涉的原理2、了解激光的频谱结构，掌握扫描干涉仪的使用方法以及测定其性能指标的实验技能 3、测量并计算平行平面干涉仪的腔长、自由光谱区以及精细常数 4、用平行平面扫描干涉仪对He-Ne激光器进行模式分析二、实验原理1、多光束干涉F—P干涉仪是一种基于分振幅干涉原理实现不等强度多光束干涉，产生细锐条纹的典型仪器。干涉仪主要是由两块平行放置的平面板所组成。在两个板相向的平面上镀有薄银膜或其它反射率较高的薄膜。如果两个平行的镀膜面之间的间隔固定不变，则该仪器称为F—P标准具。如果两个平行的薄膜面之间的间隔可以改变，则该仪器称为F—P干涉仪。上图表示的是一束入射角为i1（折射角为i2）的光束的多次反射和透射。形成振幅依次递减的相干光。这些透射光束都是相互平行的，如果一起通过透镜，则在焦平面上形成干涉条纹。每相邻的两束光在到达透镜的焦平面上的同一点，彼此的光程差都相等 为si
?=2nhco2：由此引起的位相差os i?/
?=2??/?=4?nhc2由计算可以得出透射的光强为:It?1?I04Rsin(?/2)(1?R)22I0为入射光强。R为镜子的反射率。同一入射角的入射光经F—P干涉仪的透镜会聚后，都位于透镜的焦平面的同一个圆周上，以不同入射角入射的光，就形成同心圆形的等倾干涉条纹。镀膜面的反射率越大，干涉条纹越清晰明锐，这是F—P干涉仪比迈克耳逊干涉仪的最大优点。F—P干涉仪的两相邻透射光的光程差的表达式和迈克耳逊干涉仪完全相同，这决定了这两种圆条纹的间距，径向分布等很相似。只不过F—P干涉仪是振幅急剧递减的多光束干涉，后，而迈克耳逊干涉仪是等振幅的双光束干涉，这一差别使得F—P干涉仪的条纹及其细锐。F—P干涉仪和标准具所产生的干涉干涉条纹十分清晰明锐的特点，使其成为研究光谱线超精细结构的有力工具。激光谐振腔就是应用F—P干涉仪和标准具的原理 3、平行平面腔扫描干涉仪将F—T干涉仪的一块反射镜固定不动，另一块固定在压电陶瓷环上就形成了平行平面腔扫描干涉仪。如图所示：压电陶瓷环的长度变化量和所加电压成正比。当用一定幅度的锯齿波电压调制压电陶瓷环时，扫描干涉仪的腔长将在L附近发生微小变化（约波长量级）。当有某一波长为λ的光束近轴入射到干涉仪，可以证明，光线在干涉仪内经两 次反射后恰好闭合，与起始光线的光程差为
??2nL其中n为两块反射镜间介质的折射率，当满足m （m为正整数）
2nL=?时，干涉仪对入射光有最大透过率。因此，改变腔长L即可实现光谱扫描。具体地说，用压电陶瓷环驱动M2，使该镜片在轴线方向作微小的周期性振动，从而使激光模式发生变化并依次通过干涉仪；激光由光电接收器转换成电信号，该信号经放大接到专用示波器的Y输入端，同时将改变腔长的锯齿波电压接到示波器的X输入端。这时，示波器的横向坐标就是干涉仪的频率，从而荧光屏上显示的即为出透过干涉仪的激光模式频谱，如下图所示。示波器显示的激光模谱扫描干涉仪有以下性能指标： （1） 自由光谱区?vF。由2L?m?（介质是空气，n=1）可知，当腔长变化?/2时，波长λ（q）的模可再次透过干涉仪。通常把腔长改变?/2所对应的频率变化量?vF?c/2L (????2/2L)称为干涉仪的自由光谱区。如果?vF小于激光工作物质的增益线宽，不同级的模式频谱就有可能重叠，这是应该避免的。 （2） 仪器带宽?v。仪器带宽?v是指干涉仪透射峰的频率宽度，也就是干涉仪能分辨的最小频差。通常，反射镜的反射率越高，调整精度越高，腔内损耗越小，则窄带越窄。（3） 精细常数F。精细常数F是用来表征扫描干涉仪分辨本领的参数。它的定义是：自由光谱区与最小分辨率极限宽度之比。即在自由光谱区内能分辨的最多的谱线数目。根据精细常数的定义
F?精细常数的理论公式为
F??vF?u?R1?R三、实验步骤和内容1. 连接各种线路，接好示波器。2. 打开激光器电源开关，对光路进行初步调节，使得激光器的输出光束平行于导轨。 3. 粗调F-P干涉仪附件两光学面平行：将F-P干涉仪附件放入导轨中，调节F-P干涉仪附件的两个光学面，使得其反射回的激光光束分别处于激光器输出光束孔的正上方和正下方一点处，注意不要使得反射激光束回到激光器中。4. 细调F-P干涉仪附件两光学面平行：将光屏放入导轨中，调节F-P干涉仪附件的一个光学面的两个调节旋钮，使得透过F-P干涉仪附件的激光束（尽可能的）聚焦于一点。 5. 取下光屏放入光电探测器件，使得聚焦的激光照射到光电探测器件上，仔细调整F-P干涉仪附件上的四个调节旋钮，使得从示波器上观察接收到的波形中的尖峰细锐。如下图所示。测量平行平面腔扫描干涉仪的特征参数（1）、腔长、自由光谱区由于该平行平面干涉仪的腔长时可变的，并且在很多测量中都需要知道腔长时多少，所以需要计算出该平行平面扫描干涉仪工作时的腔长。通过示波器可以测量出?v，它正比自由光谱区?vF，?vF?c/2L，所以通过改变腔长ΔL，两次测量?v和?v'由公式：?v/?v'?(c/2L)/(c/2(L?L')) ，就可以算出初始状态下的腔长L来，也可以知道改变后的腔长L??L，从而可以计算出该干涉仪在某工作状态下的自由光谱区?vF?c/2L。进而计算以后的工作。 （2）、精细常数上图中的?v正比于干涉仪带宽为?u。?v正比自由光谱区?vF，通过示波器可以测量出?v，?v进而能计算出精细常数F来，F?精细常数F，F??vF?u?????。 也可以通过理论公式计算出?R1?R3、用平行平面扫描干涉仪对He-Ne激光器进行模式分析。?v正比于干涉仪的自由光谱区?vF，?vu正比于激光器相邻纵模的频率间隔?vq，由试验能测出：?v，?vu，?vF由前面已经计算出。带入公式器的相邻的纵模间隔?vq。?vF?vq??v?vu既可以估计算出激光四、实验数据?v=1.84KHz
?v=45.5KHz五、试验体会本次试验较为简单，光路调节比上个实验简单很多，示波器信号也很好调节，待波形稳定后用示波器读出读数即可。
范文五：【教学重点】（1）使学生知道双缝干涉产生的条件，认识干涉图样的特征。（2）理解双缝干涉实验中产生亮条纹和暗条纹的条件【教学难点】对双缝干涉图样中亮条纹和暗条纹产生原因的正确理解，如何用波动说来说明明暗相间的干涉条纹，在时间上是稳定的，空间上存在着加强区和减弱区并且互相间隔，如何理解“加强”和“减弱”.【教学工具】多媒体课件、激光光源、双缝、红、绿、蓝、紫滤色片；激光干涉演示仪。【教学准备】1.为了更好的展开教学内容，上节课后作业预埋一道背景为机械波的干涉的习题.2.教师在课前要做好充分的准备，对教材的内容进行深刻的分析，做好上课时需要的相关课件.做好实验是本堂课的关键，教师在课前要先做好演示实验.3.为了使实验现象明显，本节课要在有暗室条件的教室里上.4.教学用具：⑴实验装置 演示光的干涉现象：激光器，双缝，学生电源， 激光干涉演示仪.⑵多媒体课件 水波干涉的视频，托马斯?杨双缝干涉实验原理示意图，分析出现亮暗相间条纹条件的PPT动画等.【教学过程】（一）课题引入：在日常生活中，我们见到许多光学的现象。图片展示：如光的直线传播、彩虹、“海市蜃楼” 、肥皂膜上的彩色条纹.引入：自然界中的光现象如此丰富多彩，人们不禁要问光的本质到底是什么？（二）教学过程设计板书：光的干涉新课教学：一、两大学说之争在17世纪以牛顿为代表的一派认为：“光是一种物质微粒，在均匀的介质中以一定的速度传播”以惠更斯为代表的一派认为：“光是在空间传播的某种波”二、 猜想证实老师假设：光是一种波，则必然会观察到波的特有现象。波的特有现象有哪些？学生答：波的干涉和衍射学生回顾：机械波的特有现象――干涉（学生完成学案上的知识回顾）学生点评1.光的干涉现象――扬氏干涉实验（1） 引导：只要我们能看到光的干涉现象，就能说明光具有波动性。声波发生干涉听到有些地方强，有些地方弱。光若发生干涉在屏幕上会看到什么现象？学生回答：会看到有些地方亮有些地方暗（2）扬氏实验.1801年英国物理学家托马斯?扬在实验室里成功的观察到光的干涉现象。请大家带着学案上的问题看课本，请学生回答学案上的问题。请大家参照杨氏实验利用身边的器材进行实验问：你们看到什么现象？（3）学生实验探究：学生回答图样的特点：（1）明暗相间.（2）亮纹间等距，暗纹间等距.（3）两缝S1、S2中垂线与屏幕相交位置是亮条纹――中央亮纹.提出问题：明暗相间的条纹说明了什么？光在传播的共同区域发生加强和减弱，光发生了干涉现象。老师陈述：光发生干涉说明光是一种波。既然光是一种波，我们就试着用波的理论来解释为什么中央会出现亮条纹？2.运用波动理论进行分析（1） 学生分析为什么中央会出现亮条纹由于S1和S2发出的两列波到达P0点的路程一样，所以这两列波的波峰或波谷同时到达P0点。这两列波总是波峰与波峰叠加、波谷与波谷叠加，他们在P0点相互加强，因此在P0这里出现了一个亮条纹。过渡：该同学回答得很好，请同学们继续研究其它亮条纹。间隔一会儿，请学生回答研究方案。（2）屏幕上出现亮纹、暗纹的条件。在示意图中，S1和S2为一对相干光源，两组半径相同的同心圆表示S1和S2两相干光源向外传播的两列波。学生在图上分析。与机械波的干涉类比的出结论。总结规律：凡光程差等于波长整数倍的位置，产生亮条纹；凡光程差等于半波奇数倍的位置，产生暗条纹，即产生亮暗条纹条件表达式：亮纹：光程差 δ=kλ（k=0，1，2…）.暗纹：光程差3.用双缝观察白光的干涉图样让学生猜测干涉图样，然后课后试验。（三）课堂小结1.托马斯?扬在历史上第一次解决了相干光源问题，成功做出了光的干涉实验.光的干涉现象微粒说无法解释，而波动说可做出完善解释，使人们认识到光具有波动性.2.两个相干光源发出的光在屏上某处叠加时如果同相，光就加强，如果反相光就减弱，于是产生明暗条纹，其特征是在中央明纹两侧对称地分布着明暗相间的各级干涉条纹，且相邻明纹和相邻暗条纹的间隔相等.单色光：亮纹 光程差 δ=kλ（k=0，1，2…）.暗纹 光程差3.复色光则出现彩色条纹。（ 原因课后分析）【教学反思】1.引课有创意。通过生活中的现象提出问题，正因为提出了问题，才为解决问题、解释现象而寻求研究方法、而探索物理规律。让学生带着问题去听课，带着问题去学习，兴趣浓厚，目的明确。 感到物理与生活实际的密切联系。这样对学生学习物理的兴趣也是一个很好的激发。2.探究有主旨。在探究光的干涉问题上， 注重创设问题情境，激发学生探究的热情，根据学生认知的发展，有步骤的提出几个问题，让学生在独立思考和相互交流之后，利用器材来探究学习，不断地阐述自己的观点，并验证其结论。在实验探究上，留给学生独立的观察、思考、设计、操作实验的空间，使学生在学习过程中充满质疑和探究意识，培养学生自主学习和探究的能力。
范文六：实验10《光的等厚干涉》预习要求（一）通过认真阅读讲义及查阅相关资料，达到下列目标：熟悉读数显微镜组成部件及各部件的作用，掌握读数显微镜的读数方法； 了解牛顿环器件和劈尖的组成以及正确的搭建方法；观察牛顿环干涉条纹和劈尖干涉条纹现象，加深对等厚干涉的认识和理解； 掌握用等厚干涉法测量平凸透镜的曲率半径和细丝的直径；（以上不需写在预习报告中）（二）在预习报告中回答下列预习题：1 本实验中要完成哪些测量？2 牛顿环器件和劈尖是由什么构成的？ 搭建牛顿环器件和劈尖有哪些注意事项？ 3 阐述牛顿环和劈尖干涉条纹的形成原理，写出干涉公式，并画出相应的光路图。 4 说明哪些因素会导致牛顿环器件产生附加光程差? 如何消除附加光程差?请给出详细的推导过程。5 劈尖干涉条纹级数较大不易测准，可采用什么方法方便获得干涉级数？请用公式描述。 6 写出求解平凸透镜曲率半径的公式，并画出实验数据记录表格（测量6-15级暗纹）。
7 写出求解细丝直径的公式，并画出实验数据记录表格（测量6次）。（三）预习思考题（不需写在报告上，上课提问）1 什么是等厚干涉，和等倾干涉有什么区别? 和杨氏双缝干涉呢？2 光发生干涉需要满足哪几个条件？3 读数显微镜先调节物镜还是先调节目镜？为什么？4 测量过程中空程误差是如何产生的？如何有效消除空程误差？5 如果干涉条纹比较模糊，应该调节什么？6 如果找不到牛顿环？可能是什么原因引起的？7 如何保证反射片反射的光束垂直入射到牛顿环器件上？8 实验中为什么要选择钠灯？能不能用汞灯代替呢？9 搭建劈尖的过程中，对细丝的摆放有什么要求？10 如果牛顿环的中心是亮斑而非暗斑，对测量结果是否有影响？11 如果牛顿环的中央暗斑不在透镜的中心，是否对测量结果有影响?12 光学器件应该如何保养维护？13 钠灯在使用过程中有哪些注意事项？14.本实验中还有哪些注意事项？（四）拓展题（选做）1. 除了实验中给出的方法，还可以用哪些方法测量细丝的直径？2.如果已知平凸透镜的曲率半径，试求出给定光源的波长． 3 能否根据劈尖的干涉条纹来量化光学玻璃的平整度？实验10《光的等厚干涉》预习要求（一）通过认真阅读讲义及查阅相关资料，达到下列目标：熟悉读数显微镜组成部件及各部件的作用，掌握读数显微镜的读数方法； 了解牛顿环器件和劈尖的组成以及正确的搭建方法；观察牛顿环干涉条纹和劈尖干涉条纹现象，加深对等厚干涉的认识和理解； 掌握用等厚干涉法测量平凸透镜的曲率半径和细丝的直径；（以上不需写在预习报告中）（二）在预习报告中回答下列预习题：1 本实验中要完成哪些测量？2 牛顿环器件和劈尖是由什么构成的？ 搭建牛顿环器件和劈尖有哪些注意事项？ 3 阐述牛顿环和劈尖干涉条纹的形成原理，写出干涉公式，并画出相应的光路图。 4 说明哪些因素会导致牛顿环器件产生附加光程差? 如何消除附加光程差?请给出详细的推导过程。5 劈尖干涉条纹级数较大不易测准，可采用什么方法方便获得干涉级数？请用公式描述。 6 写出求解平凸透镜曲率半径的公式，并画出实验数据记录表格（测量6-15级暗纹）。
7 写出求解细丝直径的公式，并画出实验数据记录表格（测量6次）。（三）预习思考题（不需写在报告上，上课提问）1 什么是等厚干涉，和等倾干涉有什么区别? 和杨氏双缝干涉呢？2 光发生干涉需要满足哪几个条件？3 读数显微镜先调节物镜还是先调节目镜？为什么？4 测量过程中空程误差是如何产生的？如何有效消除空程误差？5 如果干涉条纹比较模糊，应该调节什么？6 如果找不到牛顿环？可能是什么原因引起的？7 如何保证反射片反射的光束垂直入射到牛顿环器件上？8 实验中为什么要选择钠灯？能不能用汞灯代替呢？9 搭建劈尖的过程中，对细丝的摆放有什么要求？10 如果牛顿环的中心是亮斑而非暗斑，对测量结果是否有影响？11 如果牛顿环的中央暗斑不在透镜的中心，是否对测量结果有影响?12 光学器件应该如何保养维护？13 钠灯在使用过程中有哪些注意事项？14.本实验中还有哪些注意事项？（四）拓展题（选做）1. 除了实验中给出的方法，还可以用哪些方法测量细丝的直径？2.如果已知平凸透镜的曲率半径，试求出给定光源的波长． 3 能否根据劈尖的干涉条纹来量化光学玻璃的平整度？
范文七：大连理工大学大 学 物 理 实 验 报 告院（系）
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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：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?k?2ndk??2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：?k?2dk??22k?2(2k?1)?2K=1,2,3,…., 明环 K=0,1,2,…., 暗环由上页图可得干涉环半径rk， 膜的厚度dk 与平凸透镜的曲率半径R之间的关系22R2?(R?dk)2?rk。 由于dk远小于R， 故可以将其平方项忽略而得到2Rdk?rk。 结合以上的两种情况公式， 得到：rk?2Rdk?kR?，
k?0,1,2...,暗环由以上公式课件， rk与dk成二次幂的关系， 故牛顿环之间并不是等距的， 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， 凸透镜与平板玻璃的接触不是一个理想的点而是一个圆面； 另外镜面沾染回程会导致环中心成为一个光斑， 这些都致使干涉环的级数和半径无法准确测量。 而使用差值法消去附加的光程差， 用测量暗环的直径来代替半径， 都可以减少以上类型的误差出现。 由上可得：2D2m?D2nR?4(m?n)?式中， Dm、Dn分别是第m级与第n级的暗环直径， 由上式即可计算出曲率半径R。 由于式中使用环数差m-n代替了级数k， 避免了圆环中心及暗环级数无法确定的问题。凸透镜的曲率半径也可以由作图法得出。 测得多组不同的Dm和m， 根据公式D2m?4R?m，可知只要作图求出斜率4R?， 代入已知的单色光波长， 即可求出凸透镜的曲率半径R。 2. 劈尖将两块光学平玻璃叠合在一起， 并在其另一端插入待测的薄片或细丝（尽可能使其与玻璃的搭接线平行）， 则在两块玻璃之间形成以空气劈尖， 如下图所示：当单色光垂直射入时， 在空气薄膜上下两界面反射的两束光发生干涉； 由于空气劈尖厚度相等之处是平行于两玻璃交线的平行直线， 因此干涉条纹是一组明暗相间的等距平行条纹， 属于等厚干涉。 干涉条件如下：?k?2dk?可知， 第k级暗条纹对应的空气劈尖厚度为?2?(2k?1)?2k=0, 1, 2,…dk?k?2由干涉条件可知， 当k=0时d0=0， 对应玻璃板的搭接处， 为零级暗条纹。 若在待测薄物体出出现的是第N级暗条纹， 可知待测薄片的厚度（或细丝的直径）为d?N?2实际操作中由于N值较大且干涉条纹细密， 不利于N值的准确测量。 可先测出n条干涉条纹的距离l， 在测得劈尖交线到薄片处的距离为L， 则干涉条纹的总数为：N?代入厚度计算式， 可得厚度/直径为：nL ld??n2lL主要仪器设备：读数显微镜， 纳光灯， 牛顿环器件， 劈尖器件。步骤与操作方法： 1. 牛顿环直径的测量（1） 准备工作： 点亮并预热纳光灯； 调整光路， 使纳光灯均匀照射到读数显微镜的反光镜上， 并调节反光镜片使得光束垂直射入牛顿环器件。 恰当调整牛顿环器件， 直至肉眼课件细小的正常完整的牛顿环干涉条纹后， 把牛顿环器件放至显微镜的中央并对准。 完成显微镜的调焦， 使牛顿环的中央与十字交叉的中心对准后， 固定牛顿环器件。（2） 测量牛顿环的直径：从第6级开始逐级测量到第15级暗环的直径， 使用单项测量法。转动测微鼓轮， 从零环处开始向左计数， 到第15级暗环时， 继续向左跨过直至第18级暗环后反向转动鼓轮（目的是消除空程误差）， 使十字线返回到与第15级暗环外侧相切时，开始读数； 继续转动鼓轮， 均以左侧相切的方式， 读取第14，13，12.……7，6级暗环的读数并记录。继续转动鼓轮， 使十字叉线向右跨过圆环中心， 使竖直叉丝依次与第6级到第15级的暗环的右内侧相切， 顺次记录读数。同一级暗环的左右位置两次读数之差为暗环的直径。2. 用劈尖测量薄片的厚度（或细丝直径）（1） 将牛顿环器件换成劈尖器件， 重新进行方位与角度调整， 直至可见清晰的平行干涉条纹， 且条纹与搭接线平行； 干涉条纹与竖直叉丝平行。（2） 在劈尖中部条纹清晰处， 测出每隔10条暗纹的距离l， 测量5次。 （3） 测出两玻璃搭接线到薄片的有效距离L， 测量5次。* 注意， 测量时， 为了避免螺距的空程误差， 读数显微镜的测微鼓轮在每一次测量过程中只能单方向旋转， 中途不能反转。数据记录与处理： 牛顿环第一次测量直径第二次测量直径劈尖干涉 短距离（l）劈尖干涉 全距离（L）结果与分析：(除了序号外， 没有标注的数据单位均为mm) 由牛顿环半径， 用逐差法计算平凸透镜的曲率半径： 由第一组数据获得的环直径：由第二组数据获得的环直径：由以上两组数据获得直径平均值为：已知纳光灯的波长λ= 0.m得到凸透镜曲率半径的最终结果：R=0.87±0.02 m用劈尖测量薄片厚度10条暗纹的长度数据及其处理得到10条暗纹的间距长度为： l=(1.30±0.03)*10-03 m劈尖干涉条纹的整体长度数据及其处理得到劈尖干涉条纹的整体长度为：L=(40.4±0.2)*10-03 m由以上数据， 得到薄片厚度d的平均值为 d(avg)= 9.14484E-05 影响系数 Cl=0.07， CL=0.002，
得到d的不确定度为Ud?(Cl*Ul)2?(CL*UL)2?2.00*10-06m可以得到， 薄片厚度d为： d= (9.1±0.2)*10-05 m讨论、建议与质疑：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。 3. 如果读数显微镜的视场不亮， 可以有三个调节步骤： 一， 整体移动显微镜， 使反光镜组对准纳光灯；二， 通过旋钮调节物镜下方的反光玻璃， 使其成45度， 正好将光线反射到牛顿环器件上； 三， 调节载物台下方的反光镜， 是纳光灯的光线可以通过载物台玻璃照射到牛顿环器件。 总之， 调节反射光路， 是解决视场偏暗的主要方法。4. 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输出的样式， 而不用肉眼直接观察。
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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：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?k?2ndk??2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：?k?2dk??22k?2(2k?1)?2K=1,2,3,…., 明环 K=0,1,2,…., 暗环由上页图可得干涉环半径rk， 膜的厚度dk 与平凸透镜的曲率半径R之间的关系22R2?(R?dk)2?rk。 由于dk远小于R， 故可以将其平方项忽略而得到2Rdk?rk。 结合以上的两种情况公式， 得到：rk?2Rdk?kR?，
k?0,1,2...,暗环由以上公式课件， rk与dk成二次幂的关系， 故牛顿环之间并不是等距的， 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， 凸透镜与平板玻璃的接触不是一个理想的点而是一个圆面； 另外镜面沾染回程会导致环中心成为一个光斑， 这些都致使干涉环的级数和半径无法准确测量。 而使用差值法消去附加的光程差， 用测量暗环的直径来代替半径， 都可以减少以上类型的误差出现。 由上可得：2D2m?D2nR?4(m?n)?式中， Dm、Dn分别是第m级与第n级的暗环直径， 由上式即可计算出曲率半径R。 由于式中使用环数差m-n代替了级数k， 避免了圆环中心及暗环级数无法确定的问题。凸透镜的曲率半径也可以由作图法得出。 测得多组不同的Dm和m， 根据公式D2m?4R?m，可知只要作图求出斜率4R?， 代入已知的单色光波长， 即可求出凸透镜的曲率半径R。 2. 劈尖将两块光学平玻璃叠合在一起， 并在其另一端插入待测的薄片或细丝（尽可能使其与玻璃的搭接线平行）， 则在两块玻璃之间形成以空气劈尖， 如下图所示：当单色光垂直射入时， 在空气薄膜上下两界面反射的两束光发生干涉； 由于空气劈尖厚度相等之处是平行于两玻璃交线的平行直线， 因此干涉条纹是一组明暗相间的等距平行条纹， 属于等厚干涉。 干涉条件如下：?k?2dk?可知， 第k级暗条纹对应的空气劈尖厚度为?2?(2k?1)?2k=0, 1, 2,…dk?k?2由干涉条件可知， 当k=0时d0=0， 对应玻璃板的搭接处， 为零级暗条纹。 若在待测薄物体出出现的是第N级暗条纹， 可知待测薄片的厚度（或细丝的直径）为d?N?2实际操作中由于N值较大且干涉条纹细密， 不利于N值的准确测量。 可先测出n条干涉条纹的距离l， 在测得劈尖交线到薄片处的距离为L， 则干涉条纹的总数为：N?代入厚度计算式， 可得厚度/直径为：nL ld??n2lL主要仪器设备：读数显微镜， 纳光灯， 牛顿环器件， 劈尖器件。步骤与操作方法： 1. 牛顿环直径的测量（1） 准备工作： 点亮并预热纳光灯； 调整光路， 使纳光灯均匀照射到读数显微镜的反光镜上， 并调节反光镜片使得光束垂直射入牛顿环器件。 恰当调整牛顿环器件， 直至肉眼课件细小的正常完整的牛顿环干涉条纹后， 把牛顿环器件放至显微镜的中央并对准。 完成显微镜的调焦， 使牛顿环的中央与十字交叉的中心对准后， 固定牛顿环器件。（2） 测量牛顿环的直径：从第6级开始逐级测量到第15级暗环的直径， 使用单项测量法。转动测微鼓轮， 从零环处开始向左计数， 到第15级暗环时， 继续向左跨过直至第18级暗环后反向转动鼓轮（目的是消除空程误差）， 使十字线返回到与第15级暗环外侧相切时，开始读数； 继续转动鼓轮， 均以左侧相切的方式， 读取第14，13，12.……7，6级暗环的读数并记录。继续转动鼓轮， 使十字叉线向右跨过圆环中心， 使竖直叉丝依次与第6级到第15级的暗环的右内侧相切， 顺次记录读数。同一级暗环的左右位置两次读数之差为暗环的直径。2. 用劈尖测量薄片的厚度（或细丝直径）（1） 将牛顿环器件换成劈尖器件， 重新进行方位与角度调整， 直至可见清晰的平行干涉条纹， 且条纹与搭接线平行； 干涉条纹与竖直叉丝平行。（2） 在劈尖中部条纹清晰处， 测出每隔10条暗纹的距离l， 测量5次。 （3） 测出两玻璃搭接线到薄片的有效距离L， 测量5次。* 注意， 测量时， 为了避免螺距的空程误差， 读数显微镜的测微鼓轮在每一次测量过程中只能单方向旋转， 中途不能反转。数据记录与处理： 牛顿环第一次测量直径第二次测量直径劈尖干涉 短距离（l）劈尖干涉 全距离（L）结果与分析：(除了序号外， 没有标注的数据单位均为mm) 由牛顿环半径， 用逐差法计算平凸透镜的曲率半径： 由第一组数据获得的环直径：由第二组数据获得的环直径：由以上两组数据获得直径平均值为：已知纳光灯的波长λ= 0.mD2m?D2n由公式R? 可以得到五个逐差得到的曲率半径值：4(m?n)?得到凸透镜曲率半径的最终结果：R=0.87±0.02 m用劈尖测量薄片厚度10条暗纹的长度数据及其处理得到10条暗纹的间距长度为： l=(1.30±0.03)*10-03 m劈尖干涉条纹的整体长度数据及其处理得到劈尖干涉条纹的整体长度为：L=(40.4±0.2)*10-03 m由以上数据， 得到薄片厚度d的平均值为 d(avg)= 9.14484E-05 影响系数 Cl=0.07， CL=0.002，
得到d的不确定度为Ud?(Cl*Ul)2?(CL*UL)2?2.00*10-06m可以得到， 薄片厚度d为： d= (9.1±0.2)*10-05 m讨论、建议与质疑：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。 3. 如果读数显微镜的视场不亮， 可以有三个调节步骤： 一， 整体移动显微镜， 使反光镜组对准纳光灯；二， 通过旋钮调节物镜下方的反光玻璃， 使其成45度， 正好将光线反射到牛顿环器件上； 三， 调节载物台下方的反光镜， 是纳光灯的光线可以通过载物台玻璃照射到牛顿环器件。 总之， 调节反射光路， 是解决视场偏暗的主要方法。4. 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输出的样式， 而不用肉眼直接观察。
范文九：实验原理1.等厚干涉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。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：2e??/2?k????????????????明环???2? 2e??/2??2k?1??/2???????????暗环?从上图中可知：r=R-(R-e)=2Re-e222222 因Ｒ远大于ｅ，故ｅ远小于２Ｒｅ，ｅ可忽略不计，于是：ｅ＝ｒ／2Ｒ
（３） 2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。把上面（３）式代入（２）式可求得明环和暗环的半径： rr22??2k?1R/2????4?kR??如果已知入射光的波长λ，测出第ｋ级暗环的半径ｒ，由上式即可求出透镜的曲率半径Ｒ。但在实际测量中，牛顿环中心不是一个理想的暗点，而是一个不太清晰的暗斑，无法确切定出ｋ值，又由于镜面上有可能存在微小灰尘，这些都给测量带来较大的系统误差。我们可以通过取两个半径的平方差值来消除上述两种原因造成的误差。假设附加厚度为ａ，则光程差为：δ＝2（ｅ＋ａ）＋λ/2=(2ｋ＋1) λ/2即
ｅ＝ｋλ/2－ａ将（３）式代入得：ｒ＝ｋＲλ－2Ｒａ
（５）取ｍ、ｎ级暗环，则对应的暗环半径为ｒm，ｒｎ，由（５）式可得：ｒm＝ｍＲλ－2Ｒａｒn＝ｎＲλ－2Ｒａr?rnR?m?(m?n)22２２2(6)由此可解得透镜曲率半径Ｒ为：采用(6)式比采用(4)式能得到更准确的结果，又由于环心不易准定，所以式(6)要改用直径ｄｍ，ｄｎ来表示：d?dnR?m4?(m?n)22(7)本实验即采用上式计算透镜的曲率半径。3.劈尖干涉测量薄片厚度如图3所示，其同一条纹是由劈尖相同厚度处的反射光相干产生的,其形状决定于劈尖等厚点的轨迹,所以是直条纹。与牛顿环类似,劈尖产生暗纹条件为2ｅ＋λ/2=(2ｋ＋1)λ/2与k级暗纹对应的劈尖厚度e=kλ/2设薄片厚度d,从劈尖尖端到薄片距离L,相邻暗纹间距ΔL,则有d=(L/ΔL)/(λ/2)图3实验内容（Ⅰ）、利用牛顿环测定透镜的曲率半径1、启动钠光灯电源，利用自然光或灯光调节牛顿环装置，均匀且很轻地调节装置上的三个螺丝，使牛顿环中心条纹出现在透镜正中，无畸变，且为最小。2、前后左右移动读数显微镜，轻轻转动镜筒上的４５°反光玻璃，使钠光灯正对45°玻璃。直至眼睛看到显微镜视场较亮，呈黄色。3、把牛顿环装置放在读数显微镜的物镜下，将显微镜筒放至最低，然后慢慢升高镜筒，看到条纹后，来回轻轻微调，直到在显微镜整个视场都能看到非常清晰的干涉条纹，观察并解释干涉条纹的分布特征。4、测量牛顿环的直径转动目镜看清目镜筒中的叉丝，移动牛顿环装置，使十字叉丝的交点与牛顿环中心重合，移动测微鼓轮，使叉丝交点都能准确地与各圆环相切，这样才能正确无误地测出各环直径。在测量过程中，为了避免转动部件的螺纹间隙产生的空程误差，要求转动测微鼓轮使叉丝超过右边第３３环，然后倒回到第３０环开始读数（在测量过程中也不可倒退，以免产生误差）。在转动鼓轮过程中，每一个暗环读一次数，记下各次对应的标尺数据X，第２０环以下，由于条纹太宽，不易对准，不必读数。这样，在牛顿环两侧可读出２０个位置（环中心两侧各10个）数据，由此可计算出从第２１环至第３０环的十个直径，即：ｄｉ＝│X1－X2│，X1，X2分别为同一暗环直径左右两端的读数。这样一共１０个直径数据，按ｍ－ｎ＝５配成５对直径平方之差：即：（ｄm－ｄn）。 （Ⅱ）、利用劈尖干涉测定微小厚度或细丝直径将叠在一起的两块平板玻璃的一端插入一个薄片或细丝，则两块玻璃板间即形成一空气劈尖，当用单色光垂直照射时，和牛顿环一样，在劈尖薄膜上下两表面反射的两束光也将发生干涉，呈现出一组与两玻璃板交接线平行且间隔相等、明暗相间的干涉条纹，这也是一种等厚干涉。 221、将被测薄片或细丝夹于两玻璃板之间，用读数显微镜进行观察劈尖干涉的图象。2、测量10个暗纹间距,进而得出两暗纹的间距?L。3、测量劈尖两块玻璃板交线到待测薄片或细丝的间距L。测量次数至少五次。
范文十：《光的等厚干涉与应用》实验指导书1． 实验仪器读数显微镜，钠光灯，牛顿环装置 2． 实验内容和教学要求1）实验原理：正确理解光路图和干涉原理图：2）了解读数显微镜的使用方法：掌握叉丝的调节方法和读数方法（要注意主尺的示值与鼓轮的示值是否一致）。3）牛顿环装置的调节：用装置上的三个螺丝调节，使干涉图样的暗斑处地装置的中心位置；4）干涉图样的调节：根据半反射镜的角度和高度与钠光灯的光源之间的关系调整，同时要配合调节读数显微镜的角度和高低的调节（如果读数显微镜不够高，可用木板垫高）。5）测量直径的方法：要避免螺距差，在测量数据的范围内不可改变鼓轮的转动方向。数据环数一定要注意不要多数或少数，要每隔一定时间让眼睛休息。6）数据的处理方法：要撑握逐差法处理数据。 3．重点与难点1）干涉图样的调节：干涉图样如果不清晰就会影响观察。 2）数据多，容易出错。 4．难点指导1）干涉图样的调节：半反射镜的角度调节可通过调节整个读数显微镜，或者直接通过松开使半反射镜与镜筒相连的螺丝来调整；高度就直接调镜筒。当载物台下的反光镜处于关闭状态时，从镜筒中能看到视场是亮的，那就表明半反射镜的角度大致已经调好了，此时只要调焦合适就能看到干涉图样了。2）数据处理可用电子表格（Excel），容易检查和修改。 5． 相关的实验数据-41）钠光波长：λ=5.893×10mm。 2）?m?0.005mm但在用逐差法处理数据时由于函数关系比较复杂所以不计算，直接把A类不确定度当作?d2k?d2m?d2n的不确定度，即：。3）数据记录表格：表1第k级干涉条纹直径的相关测量数据（mm）d?d2u?dk2?SAkx左 x右dxy左 y右dyxy6． 补充思考题为什么要用逐差法处理数据呢？ 因为
则dd2k2?4RK?（1） （2）n?22?4R(n?2)?dn?4Rn?
且（1）-（2）式得：d2?n?2d22n?4R?2?d2n?2?d2n?d?32?232d?230?210d230?d228????d212?d2101111则所测各不同k级条纹真知数据有意义否？ 故：将12组数据分两大组。则：d且
若设2m?d?2n?d232?d220?d230?d218????d222?d2106此时所有的数据都用上了。d2md2n?4R(m?n)?Ji?dJi?162m?6d2n?Ji?1i则即可计算R值及其不确定度。7． 实验报告书写纲要（参看课本33-35页）Ji?4R(m?n)?1) 实验目的2) 实验原理及方法重点是实验原理的描述、公式的推导及原理图。同时简单交代涉及到的实验仪器、简要实验步骤及注意事项等。 3) 数据处理要求用逐差法处理数据注意：计算S和平均值时不需写过程，但计算u和R等时应把过程写出来。 4) 实验结果 5) 讨论注意：把实验结果结合实验方法和实验中出现的问题结合起来讨论