实验报告等厚干涉.docx
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实验报告等厚干涉
南昌大学物理实验报告
课程名称：
大学物理实验
实验名称：
等厚干涉的应用
学院：
信息工程学院专业班级：
计科153班
学生姓名：
刘金荣学号：
6103115107
实验地点：
基础实验大楼313座位号：
30
实验时间：
第14、15周星期2下午4点开始
一、实验目的：
1、观察牛顿环和劈尖的干涉现象。
2、了解形成等厚干涉现象的条件及特点。
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：
由上式可见，如果求出空气劈尖上总的暗条纹数，或测出劈尖的L和相邻暗纹间的距离s，都可以由已知光源的波长测定薄片厚度（或细丝直径）D
三、实验仪器：
测量显微镜、牛顿环、钠光灯、劈尖装置和待测细纸条。
四、实验内容和步骤：
１．用牛顿环测量透镜的曲率半径（图11-4为牛顿环实验装置）。
（１）调节读数显微镜
先调节目镜到清楚地看到叉丝且分别与X、Y轴大致平行，然后将目镜固定紧。
调节显微镜的镜筒使其下降（注意，应该从显微镜外面看，而不是从目镜中看）靠近牛顿环时，再自下而上缓慢地再上升，直到看清楚干涉条纹，且与叉丝无视差。
（２）测量牛顿环的直径
转动测微鼓轮使载物台移动，使主尺读数准线居主尺中央。
旋转读数显微镜控制丝杆的螺旋，使叉丝的交点由暗斑中心向右移动，同时数出移过去的暗环环数（中心圆斑环序为0），当数到21环时，再反方向转动鼓轮（注意：
使用读数显微镜时，为了避免引起螺距差，移测时必须向同一方向旋转，中途不可倒退，至于自右向左，还是自左向右测量都可以）。
使竖直叉丝依次对准牛顿环右半部各条暗环，分别记下相应要测暗环的位置：
30到10。
当竖直叉丝移到环心另一侧后，继续测出左半部相应暗环的位置读数：
由10到30。
２．用劈尖干涉干涉法测微小厚度（微小直径）：
（1）将被测细丝（或薄片）夹在两块平玻璃之间，然后置于显微镜载物台上。
用显微镜观察、描绘劈尖干涉的图象。
改变细丝在平玻璃板间的位置，观察干涉条纹的变化。
（2）由式11-4可见，当波长已知时，在显微镜中数出干涉条纹数m，即可得相应的薄片厚度。
一般说m值较大。
为避免记数m出现差错，可先测出某长度LX间的干涉条纹数X，得出单位长度内的干涉条纹数n=X/LX。
若细丝与劈尖棱边的距离为L，则共出现的干涉条纹数m=n·L。
代入式11-4可得到薄片的厚度s=n·Lλ/2。
五、实验数据与处理：
１．用牛顿环测量透镜的曲率半径
m
n
x1/cm
x2/cm
di（=|x1-x2|）/cm
R/cm
30
25
2.1212
2.8975
0.7763
0.6026
0.0994
84.3373
2.1544
2.8638
0.7094
0.5032
29
24
2.1267
2.8910
0.7643
0.5842
0.1003
85.1010
2.1613
2.8569
0.6956
0.4839
28
23
2.1335
2.8844
0.7509
0.5639
0.1004
85.1858
2.1686
2.8494
0.6808
0.4635
27
22
2.1401
2.8778
0.7377
0.5442
0.1017
86.2888
2.1764
2.8416
0.6652
0.4425
26
21
2.1473
2.8710
0.7237
0.5237
0.1012
85.8646
2.1842
2.8342
0.6500
0.4225
平均值
0.1006
85.3555
cm
∴
0.8%
２．用劈尖干涉干涉法测微小厚度（微小直径）
l/cm
间距/cm
Δl
/cm
X1
X2
X3
X4
X5
X6
X7
X8
X9
X10
X11
1
1.9178
3.7000
3.7075
3.7152
3.7216
3.7290
3.7363
3.7435
3.7503
3.7576
3.7649
3.7725
0.0073
2
1.9107
3.8000
3.8103
3.8184
3.8266
3.8331
3.8405
3.8482
3.8553
3.8630
3.8705
3.8776
0.0078
3
1.9100
2.8130
2.8229
2.8302
2.8375
2.8448
2.8528
2.8597
2.8666
2.8737
2.8806
2.8840
0.0075
∴d1=0.0077cm;d2=0.0072cm;d3=0.0075cm;
∴
0.0002cm
∴
2.7%
六、误差分析：
1、读数误差。
2、仪器有误差，造成数据有误差。
3、没有消除空程误差。
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：
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）测各个直径时，十字刻线交点未通过圆环中心，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）没有关系,同一方向直线与圆两侧相切,间距就是直径。
3、怎样利用牛顿环来测定未知光波的波长？
答：
牛顿环的公式r=（kRλ）^（1/2）
只要测出透镜表面的曲率半径,测出每一级条纹的半径r就能推算出λ.
八、附上原始数据：
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