等厚干涉法測量液體折射率

等厚干涉法測量液體折射率

1測量液體治療各種折射的基礎實驗在一般物理光學實驗中，等厚干擾是一項必要的基本實踐。在本實驗中，使用斷裂干擾法測量液體折射的內(nèi)容被添加到相應的實驗中，這不僅豐富了主題的實驗內(nèi)容，還提供了一種新的液體折射測量方法。2求不同液體干部的織物織物含水率當光近乎垂直的照射到折射率為n,且劈角θ很小的透明劈尖上時,在整個視場內(nèi)光線的入射角可視為不變的常數(shù),則反射光在相遇點的相位差只決定于產(chǎn)生該反射的薄膜厚度.薄膜上厚度相同的地方反射光所產(chǎn)生的光程差相同,因此,等厚干涉條紋的形狀是薄膜上等厚度點的軌跡.在劈尖的干涉中,干涉圖樣是平行于交棱的一組明暗相間、等寬、等間距的直條紋.利用劈尖的干涉現(xiàn)象可測量液體的折射率.如圖1所示,在A、B兩塊平板玻璃間滴入幾滴液體,并在平板玻璃的一端夾入一直絲,使兩塊平板玻璃間形成角度很小的液體膜,當波長為λ的單色光垂直照射到玻璃板上時,由液體膜上、下表面反射光的光程差以及干涉的極亮條件由下式?jīng)Q定:Δ=2n液h+λ2=kλk=1?2?3??(1)Δ=2n液h+λ2=kλk=1?2?3??(1)式中,h為某一極大值所在處的液體膜厚度,k為干涉級次.若第k級和第k+1級干涉條紋所在處的膜的厚度分別為h1和h2,則有:h1=12n液(k-12)λ?h2=12n液(k+1-12)λh1=12n液(k?12)λ?h2=12n液(k+1?12)λ兩相鄰條紋所在處的厚度差為Δh=h2-h1=λ2n液(2)Δh=h2?h1=λ2n液(2)設條紋間距為Δx,則由式(2)可知,A、B板間的夾角為θ=ΔhΔx液=λ2n液Δx液(3)θ=ΔhΔx液=λ2n液Δx液(3)若A、B板的交棱至絲的距離為l,細絲的直徑為d,則劈尖膜的角度θ為θ≈dl(4)θ≈dl(4)由式(3)和式(4)可得λ=2dn液lΔx液(5)λ=2dn液lΔx液(5)若劈尖中間是空氣,同理可推得λ=2dlΔx空(6)由式(5)和式(6)可得n液=Δx空Δx液(7)由式(7)可知,只要測出同一劈尖下的空氣膜和液體膜的條紋寬度,即可求出液體的折射率.3小塊空氣膜的干涉試驗1)為了方便起見,在實驗中我們把水作為待測液體.取一片光學玻璃,在上面滴水少許,在邊棱的一端放上直絲.為了使水的干涉條紋清晰,最好是用蒸餾水,并在實驗前用鏡頭紙將光學玻璃擦干凈.2)把另一片光學玻璃壓到滴水的光學玻璃上,則兩塊光學玻璃間形成了液體膜.將載有液體的劈尖放到顯微鏡的載物臺上,調(diào)節(jié)手輪,使顯微鏡由低向高緩慢移動,直至在目鏡中看到清晰的干涉條紋為止.由于液體膜壓得不會很均勻,故在視場中的某個地方會出現(xiàn)一小塊空氣膜,其干涉花樣如圖2所示.3)在同一劈尖膜的條件下,可利用視場中的干涉現(xiàn)象,分別測出液體膜的干涉條紋寬度Δx液和空氣膜的干涉條紋寬度Δx空,具體測量數(shù)據(jù)如表1.4)把測得的Δˉx液和Δˉx空代入式(7)中,可求得液體的折射率為n液=Δˉx空Δˉx液=0.6980.522=1.337根據(jù)n的A類標準不確定度公式uA(n)=[(?n?Δx空)2u2(Δx空)+(?n?Δx液)2u2(Δx液)]12可求得uA(n)=0.003最后求得液體的折射率為n=n液±uA(n)=1.337±0.0034等厚干涉體的應用現(xiàn)代實驗教學要求教師在有限的學時內(nèi)使學生學到更多的知識.我們把用劈尖干涉對比法測液體折射率的內(nèi)容融合到等厚干涉實驗中來,既可以讓學生觀察到空氣膜和液體膜條紋寬度的變化,比較牛頓環(huán)和劈尖各自的干涉花樣特點,進一步領悟“等厚干涉的干涉花樣是等厚度點的軌跡”這句話的含義,從而對等厚干涉有更深的理解;同時又掌握了一種測