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1、南昌大学物理实验报告 课程名称： 大学物理实验 实验名称： 光的等厚干涉 学院： 机电工程学院 专业班级：能源与动力工程162班 学生姓名： 韩杰 学号：5902616051 实验地点： 基础实验大楼B313 一、实验目的：1.观察牛顿环和劈尖的干涉现象2.了解形成等厚干渉现象的条件及特点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：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。当一个曲率半径很大的平凸透镜的凸面放在一片
2、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面镜时，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。如果光束是单束光，我们将观察到明暗相间的同心环形条纹；如果是白色光，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，其公式为。劈尖干涉也是一种等厚干涉，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。设薄片厚度 d，从劈尖尖端到薄片距离为丨x尾-x0丨，相邻条纹间距 ，则有三、 实验仪器：牛顿环装置、钠光灯、读数显微镜、劈尖等四、实验内容和步骤：1.利用牛
3、顿环测定透镜的曲率半径启动钠光灯电源，几分钟后，灯管发光稳定后，就可以开始实验了，注意不要反复拨弄开关。利用自然光或灯光调节牛顿装置，均匀且很快地调节装置上的三个螺丝，使牛顿环条纹出现在透镜正中，无畸变，且为最小，然后放在显微镜物镜下方。 前后左右移动读数显微镜，也可轻轻转动物镜筒上的 45 度反光玻璃，使钠光灯正对 45 度玻璃。直至眼睛看到显微镜视场较亮，呈黄色。 用显微镜观察干涉条纹：先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。 测量牛顿环的直径。 已知钠光波长5.89310-5 cm ，
4、利用公式求出五个相应的透镜曲率半径值，并求出算术平均值。 2.利用劈尖干涉测定头发丝直径 将被测薄片或细丝夹于两玻璃片之间，用读数显微镜进行观察，描绘劈尖干涉的图像。 测量劈尖的两块玻璃板交线到待测薄片间距。 测量 10 个暗纹间距，进而得出一个条纹间距。五、实验数据与处理：mnx1/cmx2/cmdi(=丨x1-x2丨）/cmd2i/cm2(d2m-d2n)/cm2R/cm304.20193.33790.86400.7464960.10841591.98625254.16873.36990.79880.638081294.19403.34420.84980.7221600.10027085.
5、07551244.16183.37320.78860.621890284.18883.35050.83830.7027470.128941109.40183234.14743.38990.75750.573806274.18253.35660.82590.6821110.10830591.89292224.14743.38990.75750.573806264.17623.36320.81300.6609690.11070293.92669214.13933.39750.74180.550267平均值0.111326694.45664计算残差：-2.47039-9.3811314.94519-
6、2.56372-0.529950.90044594.456640.9004450.95329%用劈尖测头发直径x0x1x2x3x4x尾3.4578cm3.7710cm4.0653cm4.2585cm4.4594cm5.0918cm六、误差分析：1.调节读数显微镜时玻璃片与牛顿环、劈尖等元件相撞。2.由于聚焦不准造成视场模糊。3.游标盘读数不精准。七、思考题：1.牛顿环的中心在什么情况下是暗的？在什么情况下是亮的？答：牛顿环是光的干涉现象，干涉光为上下两个表面的反射光。暗是振动减弱区域，波峰与波谷或者波谷与波峰叠加。亮是振动加强区域，波峰与波峰或者波谷与波谷叠加。明暗与光程差有关，也就是与中心厚
7、度有关.如果厚度为四分之一波长，光程差为二分之一波长，为振动减弱情况，是暗的；如果厚度为二分之一波长，光程差为一个波长，为振动加强情况，是亮的。2. 在本实验中若遇到下列情况，对实验结果是否有影响？为什么？ （1）牛顿环中心是亮斑而不是暗斑。 （2）侧各个直径时，十字刻线焦点未通过圆环中心，因而测量的是弦而不是真正的直径。答：（1）环中心出现亮斑是因为球面和平面之间没有紧密接触（接触处有尘埃，或有破损或磨毛），从而产生了附加光程差。这对测量结果并无影响。 （2）没有影响.可能的附加光程差会导致中心不是暗点而是亮斑，但在整个测量过程中附加光程差是恒定的，因此可以采用不同暗环逐差的方式消除。八、附上原始数据：
