大學(xué)物理實驗光的干涉

1、實驗?zāi)康?1 1、通過實驗掌握顯微鏡的使用方法。2 2、掌握用牛頓環(huán)裝置測量凸透鏡 曲率半徑的方法。3 3、學(xué)會用空氣劈 尖裝置測量微小 物體的厚度。把曲率半徑很大的凸透鏡放在光學(xué)平玻璃板上，當(dāng)用適當(dāng)?shù)墓庹丈鋾r，透鏡與玻璃平板接觸處就會出現(xiàn)一組同心環(huán)狀條紋，這種現(xiàn)象稱牛頓環(huán)。牛頓環(huán)平凸透鏡平板玻璃顯微鏡LRrd半透半反鏡T實驗原理牛頓環(huán)鈉光燈RrkRrk2JRrJ2JkrrRJk22DJkDDRJk422空氣劈尖1n1n將兩片玻璃板與待測樣品按圖中擺放。因空氣層的存在使穿過玻璃板的光產(chǎn)生光程差，進而產(chǎn)生明暗相間的條紋。實驗原理空氣劈尖MHTL劈尖頭b22bLNH21kkhhLn1nH劈尖干涉n

2、n 12/nb21222khkk2322211khkk實驗儀器 實驗注意事項1.1.讀數(shù)時叉絲應(yīng)對準干涉暗環(huán)的中心。2. 2. 注意讀數(shù)不要數(shù)錯，測量時應(yīng)向一個方向轉(zhuǎn)動，防止空程誤差，否則數(shù)據(jù)全部作廢。3.3.測量過程中防止震動引起干涉條紋的變化。4.4.實驗時要將讀數(shù)顯微鏡臺下的反射鏡翻轉(zhuǎn)過來，不要讓光從窗口經(jīng)反射鏡把光反射到載物臺上，以免影響對暗環(huán)的觀測。實驗準備 1.打開鈉光燈，移動打開鈉光燈，移動顯微鏡顯微鏡，使視野被，使視野被均勻均勻照亮。照亮。2.轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動目鏡目鏡（對目鏡調(diào)焦），使觀察到的叉絲最（對目鏡調(diào)焦），使觀察到的叉絲最清楚。清楚。3.檸松檸松目鏡止動螺絲目鏡止動螺絲，轉(zhuǎn)動叉

3、絲使叉絲呈，轉(zhuǎn)動叉絲使叉絲呈正十字正十字形狀（考慮一下這樣做的目的）。調(diào)節(jié)好后，形狀（考慮一下這樣做的目的）。調(diào)節(jié)好后，擰緊擰緊目鏡止動螺絲。目鏡止動螺絲。5.5.將待測物體（將待測物體（紙條或頭發(fā)絲紙條或頭發(fā)絲）沿右圖方向插入玻璃之間（沿右圖方向插入玻璃之間（靠近靠近玻璃一側(cè)邊緣玻璃一側(cè)邊緣）制成空氣劈尖，）制成空氣劈尖，注意：螺絲應(yīng)該松開。注意：螺絲應(yīng)該松開。4.4.通過肉眼觀察，調(diào)節(jié)牛頓環(huán)上通過肉眼觀察，調(diào)節(jié)牛頓環(huán)上的的螺釘螺釘，將黑點調(diào)至，將黑點調(diào)至中心中心。牛頓環(huán)測曲率半徑 數(shù)據(jù)表格（k-j=5）nm3 .589R(mm)R(mm)D Dk k 2 2-D-Dj j2 2 (mm(m

4、m2 2) )7 712128 813139 914141010151511111616|D|Dk k 2 2-D-Dj j2 2| |( mm( mm2 2）D Dj j(mm)(mm)右j j(mm)(mm)左j j(mm)(mm)環(huán)數(shù)j jD Dk k（mmmm）右k k(mm)(mm)左k k(mm)(mm)環(huán)數(shù)k kjkDDRjk4221.1.將牛頓環(huán)放置在顯微鏡載物臺上，使顯微鏡位將牛頓環(huán)放置在顯微鏡載物臺上，使顯微鏡位于標尺中部附近（約于標尺中部附近（約25mm25mm處）。處）。2.2.調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)調(diào)焦鼓掄調(diào)焦鼓掄，使顯微鏡，使顯微鏡自下而上自下而上緩緩上升，緩緩上升，看到清晰的干

5、涉條紋，移動牛頓環(huán)使干涉環(huán)中看到清晰的干涉條紋，移動牛頓環(huán)使干涉環(huán)中心與叉絲中心重合。心與叉絲中心重合。測量牛頓環(huán)的曲率半徑測量牛頓環(huán)的曲率半徑3.3.轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動測微手輪測微手輪使叉絲從中心位使叉絲從中心位置向右（左）移動，數(shù)置向右（左）移動，數(shù)2020圈暗圈暗條紋后倒轉(zhuǎn)，記錄第條紋后倒轉(zhuǎn)，記錄第16-716-7圈暗圈暗條紋的位置；沿同一方向繼續(xù)條紋的位置；沿同一方向繼續(xù)移動記錄中心左（右）側(cè)第移動記錄中心左（右）側(cè)第7-7-1616圈暗條紋的位置。（記錄時圈暗條紋的位置。（記錄時顯微鏡不能倒轉(zhuǎn)。）顯微鏡不能倒轉(zhuǎn)。） 0選作實驗：觀察白光牛頓環(huán)現(xiàn)象1.將顯微鏡置于標尺將顯微鏡置于標尺邊緣邊緣，移

6、動使劈尖邊緣處于顯微鏡，移動使劈尖邊緣處于顯微鏡正下方。正下方。調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)調(diào)焦鼓輪調(diào)焦鼓輪，使顯微鏡，使顯微鏡自下而上自下而上緩緩上升，緩緩上升，看到清晰的干涉條紋，隨時調(diào)整角度看到清晰的干涉條紋，隨時調(diào)整角度對準對準鈉光源。鈉光源。2.2.轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動測微手輪測微手輪，使顯微鏡筒沿主尺移動，保證，使顯微鏡筒沿主尺移動，保證劈尖頭劈尖頭（玻璃邊緣）（玻璃邊緣）、樣品邊緣樣品邊緣及之間的及之間的所有條紋所有條紋都能看到。都能看到。利用空氣劈尖測樣品厚度利用空氣劈尖測樣品厚度3.3.測量（兩種方法任選一種）：測量（兩種方法任選一種）：2)1(NH1 1）測量第）測量第一一條條暗暗紋坐標紋坐標( (M M

7、1 1) )，第，第1010條條暗暗紋坐標紋坐標( (M M1010) )，第，第110110條條暗暗紋坐標紋坐標( (M M110110) )以及以及最后一條最后一條暗紋坐標暗紋坐標( (M Ms s) )。利用。利用以下公式計算。以下公式計算。2bLH 1MMLs100/MMb101102 2）從兩玻璃片的交線處開始，至待測物體邊緣，數(shù)出）從兩玻璃片的交線處開始，至待測物體邊緣，數(shù)出暗暗紋條數(shù)紋條數(shù)N N，計算樣品厚度。，計算樣品厚度。RrkRrk2JRrJ2JkrrRJk22DJkDDRJk422實驗原理空氣劈尖MHTL劈尖頭b1.將顯微鏡置于標尺將顯微鏡置于標尺邊緣邊緣，移動使劈尖邊緣

8、處于顯微鏡，移動使劈尖邊緣處于顯微鏡正下方。正下方。調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)調(diào)焦鼓輪調(diào)焦鼓輪，使顯微鏡，使顯微鏡自下而上自下而上緩緩上升，緩緩上升，看到清晰的干涉條紋，隨時調(diào)整角度看到清晰的干涉條紋，隨時調(diào)整角度對準對準鈉光源。鈉光源。2.2.轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動測微手輪測微手輪，使顯微鏡筒沿主尺移動，保證，使顯微鏡筒沿主尺移動，保證劈尖頭劈尖頭（玻璃邊緣）（玻璃邊緣）、樣品邊緣樣品邊緣及之間的及之間的所有條紋所有條紋都能看到。都能看到。利用空氣劈尖測樣品厚度利用空氣劈尖測樣品厚度3.3.測量（兩種方法任選一種）：測量（兩種方法任選一種）：2)1(NH1 1）測量第）測量第一一條條暗暗紋坐標紋坐標( (M M1 1) )，第，第1010條條暗暗紋坐標紋坐標( (M M1010) )，第，第110110條條暗暗紋坐標紋坐標( (M M110110) )以及以及最后一條最后一條暗紋坐標暗紋坐標