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光的干涉现象及应用


1` 2 2` 1
因此,在空气薄膜厚度相同处产生同一级的干涉条纹,叫等厚干涉条纹。
2、用牛顿环测透镜的曲率半径
将一个曲率半径较大的平凸透镜的凸面置于一块光学平板玻璃上则可 组成牛顿环装置。如图2所示。这两束反射光在AOB表面上的某一点E相 遇,从而产生E点的干涉。由于AOB表面是球面,所产生的条纹是明暗 相间的圆环,所以称为牛顿环,如图3所示。
d
图1
由图2可知,r2=(2R-d)d
当R》d 时. ,可略去d2,即r2=2Rd
1
则R=r2/2d 若该圆环是第m级暗环,d=mλ/2,
所以,
R=r2/mλ
(1)
R
实际上,在接触处由于灰尘或压力引起的附加光
A
Qr
B
E
程差,使得牛顿环的级数m和环的中心无法确定, 因此不能用(1)式来测定R。而用(2)式计算R
d’=N邻两条纹之间的距离为△x,则暗条纹总数为N=L/△x
牛顿环
图3
d’

d’=L λ/2 △x
实验内容:
1、用牛顿环测透镜的曲率半径
2、用劈尖干涉法测薄纸片的厚度
数据处理:
1、列出原始数据和中间结果的表格。
2、用逐差法处理数据并求出R及R的不确定度,3、求出薄纸片的厚度d’及d’的不确定度,
光的干涉现象及应用
若将来自同一光源的光分成两束,这两束光经过不同的路径传播后再相遇,一般就会产 生干涉现象———明暗条纹。光的干涉在科研、生产和生活中有着广泛应用,如用来检查光 学元件表面的光洁度和平整度,用来测量透镜的曲率半径和光波波长,用来测量微小厚度和 微小角度等等。通过本实验可以深刻地理解等厚干沙现象及其应用。
O
R=(Dm2- Dn2)/4(m-n) λ
(2)
图2
3、劈尖干涉:
将两块光学平玻璃重叠在一起,在一端插入一薄纸片,则在
两玻璃板间形成一空气劈尖,如图4所示。K级干涉暗条纹对应
的薄膜厚度为d=kλ/2 k=0时,d=0, 即在两玻璃板接触处为零
级暗条纹;若在薄纸处呈现k=N 级条纹,则薄纸片厚度为
L
实验原理:
1、等厚干涉
如图1所示,在C点产生干涉,光线11`和22`的光程差为△=2d+λ/2 , 式中λ/2是因为光由光
疏媒质入射到光密媒质上反射时,有一相位突变引起的附加光程差。
S
当光程差 △=2d+λ/2=(2k+1)λ/2, 即d=k λ/2时 产生暗条纹; 当光程差 △=2d+λ/2=kλ/2, 即d=(k-1/2)λ/2时 产生明条纹;
.
2
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