等厚干涉現(xiàn)象與應(yīng)用課件

1、 等厚干涉現(xiàn)象與應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)示范中心主講：王德法目錄實(shí) 驗(yàn) 目 的實(shí) 驗(yàn) 原 理實(shí) 驗(yàn) 內(nèi) 容注 意 事 項(xiàng)實(shí) 驗(yàn) 目 的觀察等厚干涉現(xiàn)象。學(xué)習(xí)用牛頓環(huán)測(cè)量球面曲率半徑的原理和方法。學(xué)會(huì)使用鈉光燈及熟煉使用讀數(shù)顯微鏡。 實(shí) 驗(yàn) 原 理 一. 等厚干涉 當(dāng)光源照到一塊由透明介質(zhì)做的薄膜上時(shí)，光在薄膜的上表面被分割成反射和折射兩束光（分振幅），折射光在薄膜的下表面反射后，又經(jīng)上表面折射，最后回到原來的媒質(zhì)中，在這里與反射光交迭，發(fā)生相干。只要光源發(fā)出的光束足夠?qū)?，相干光束的交迭區(qū)可以從薄膜表面一直延伸到無窮遠(yuǎn)。 薄膜厚度相同處產(chǎn)生同一級(jí)的干涉條紋，厚度不同處產(chǎn)生不同級(jí)的干涉條紋。這種干涉稱為等厚干

2、涉。 SABCDn1n2n1ei1212 當(dāng)用平行單色光垂直照射到牛頓環(huán)儀上時(shí)，一部分光線在空氣層的下表面反射，一部分光線在空氣層的上表面反射，這兩部分光有光程差，它們?cè)谄酵雇哥R的凸面附近相遇而發(fā)生干涉。當(dāng)我們用顯微鏡來觀察時(shí)，便可清楚地看到中心是一暗圓斑，而周圍是許多明暗相間、間隔逐漸減小的同心環(huán)，稱為牛頓環(huán)。它屬于等厚干涉條紋。k級(jí)干涉圓環(huán)對(duì)應(yīng)的兩束相干光的光程差為：由干涉條件可知： 在實(shí)驗(yàn)中不能直接用 公式，原因有二：實(shí)際觀察牛頓環(huán)時(shí)發(fā)現(xiàn)，牛頓環(huán)的中心不是一個(gè)點(diǎn)，而是一個(gè)不甚清晰的暗或亮的圓斑。其原因是透鏡與平板玻璃接觸時(shí)，由于接觸壓力引起形變，使接觸處為一圓面，而圓面的中心很難定準(zhǔn)，因

3、此rk不易測(cè)準(zhǔn)；鏡面上可能有灰塵等存在而引起一個(gè)附加厚度，從而形成附加的光程差，這樣，絕對(duì)級(jí)數(shù)也不易定準(zhǔn)。 為了克服這些困難， 對(duì) 進(jìn)行處理，首先取暗環(huán)直徑Dk 來替代半徑rk ， ,則可寫成： 或再采用逐差法，以消除附加光程差帶來的誤差，若m與n級(jí)暗環(huán)直徑分別Dm與Dn，則：兩式相減得：上式只出現(xiàn)相對(duì)級(jí)數(shù)（m-n），無需知道待測(cè)暗環(huán)的絕對(duì)級(jí)數(shù)，而且由于分子是 ，通過幾何分析可知，即使牛頓環(huán)中心無法定準(zhǔn)，也不會(huì)影響R的準(zhǔn)確度。 實(shí) 驗(yàn) 內(nèi) 容用牛頓環(huán)測(cè)定透鏡的曲率半徑1.熟悉讀數(shù)顯微鏡的使用方法 目鏡調(diào)焦手輪測(cè)微鼓輪鎖緊手輪標(biāo)尺450可調(diào)式半反鏡2 .調(diào)整測(cè)量裝置。 1）.調(diào)整半反鏡，使讀數(shù)顯微鏡的目鏡中看到均勻明亮的光場(chǎng)。2）. 調(diào)節(jié)讀數(shù)顯微鏡的目鏡，使十字叉絲清晰、無視差。調(diào)節(jié)讀數(shù)顯微鏡的物鏡調(diào)節(jié)螺釘，置鏡筒于最低位置，然后，邊觀察邊升高物鏡，直至在目鏡中觀察到清晰的牛頓環(huán)。3 .測(cè)量牛頓環(huán)的直徑使干涉圓環(huán)中心在視場(chǎng)中央，仔細(xì)觀察干涉條紋的特點(diǎn)。4 .讀數(shù)顯微鏡的讀數(shù)方法 主尺的分度值為1mm，測(cè)微鼓輪共有100個(gè)刻度，其份度值為0.01mm，可估讀到0.001mm。 主尺測(cè)微鼓輪15mm0.506mm最后讀數(shù)為：15.506mm注 意 事 項(xiàng)1.在測(cè)量時(shí)，讀數(shù)顯微鏡的測(cè)微鼓輪應(yīng)沿一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，中途不可倒轉(zhuǎn)。2.