《光的等厚干涉与应用》实验指导书

1．  实验仪器

读数显微镜，钠光灯，牛顿环装置

2．  实验内容和教学要求

1）实验原理：正确理解光路图和干涉原理图：

     

2）了解读数显微镜的使用方法：掌握叉丝的调节方法和读数方法（要注意主尺的示值与鼓轮的示值是否一致）。

3）牛顿环装置的调节：用装置上的三个螺丝调节，使干涉图样的暗斑处地装置的中心位置；

4）干涉图样的调节：根据半反射镜的角度和高度与钠光灯的光源之间的关系调整，同时要配合调节读数显微镜的角度和高低的调节（如果读数显微镜不够高，可用木板垫高）。

5）测量直径的方法：要避免螺距差，在测量数据的范围内不可改变鼓轮的转动方向。数据环数一定要注意不要多数或少数，要每隔一定时间让眼睛休息。

6）数据的处理方法：要撑握逐差法处理数据。

3．重点与难点

1）干涉图样的调节：干涉图样如果不清晰就会影响观察。

2）数据多，容易出错。

4．难点指导

1）干涉图样的调节：半反射镜的角度调节可通过调节整个读数显微镜，或者直接通过松开使半反射镜与镜筒相连的螺丝来调整；高度就直接调镜筒。当载物台下的反光镜处于关闭状态时，从镜筒中能看到视场是亮的，那就表明半反射镜的角度大致已经调好了，此时只要调焦合适就能看到干涉图样了。

2）数据处理可用电子表格（Excel），容易检查和修改。

5．  相关的实验数据

1）钠光波长：λ=5.893×10^-4mm。

2）但在用逐差法处理数据时由于函数关系比较复杂所以不计算，直接把A类不确定度当作的不确定度，即：  。

3）数据记录表格：

表1第k级干涉条纹直径的相关测量数据（mm）

6．  补充思考题

为什么要用逐差法处理数据呢？

因为   

则                                                  （1）

                                                                （2）

且（1）-（2）式得：

 

       

则所测各不同k级条纹真知数据有意义否？

故：将12组数据分两大组。则：

此时所有的数据都用上了。

且        

若设      

则        

               

即可计算R值及其不确定度。

7．  实验报告书写纲要（参看课本33-35页）

1) 实验目的

2) 实验原理及方法

   重点是实验原理的描述、公式的推导及原理图。

同时简单交代涉及到的实验仪器、简要实验步骤及注意事项等。

3) 数据处理

要求用逐差法处理数据

注意：计算S和平均值时不需写过程，但计算u和R等时应把过程写出来。

4) 实验结果

5) 讨论

注意：把实验结果结合实验方法和实验中出现的问题结合起来讨论

第二篇：光的等厚干涉牛顿环实验报告

[实验目的]

1．观察光的等厚干涉现象，熟悉光的等厚干涉的特点。

2．用牛顿环测定平凸透镜的曲率半径。

3．用劈尖干涉法测定细丝直径或微小厚度。

[实验仪器]

牛顿环仪，移测显微镜、钠灯、劈尖等。

[实验内容]

1．用牛顿环测量平凸透镜表面的曲率半径

（1）按图11-2安放实验仪器

（2）调节牛顿环仪边框上三个螺旋，使在牛顿环仪中心出现一组同心干涉环。将牛顿环仪放在显微镜的平台上，调节45°玻璃板，以便获得最大的照度。

（3）调节读数显微镜调焦手轮，直至在显微镜内能看到清晰的干涉条纹的像。适当移动牛顿环位置，使干涉条纹的中央暗区在显微镜叉丝的正下方，观察干涉条纹是否在显微镜的读数范围内，以便测量。

（4）转动测微鼓轮，先使镜筒由牛顿环中心向左移动，顺序数到第24暗环，再反向至第22暗环并使竖直叉丝对准暗环中间，开始记录。在整个测量过程中，鼓轮只能沿同一个方向依次测完全部数据。将数据填入表中，显然，某环左右位置读数之差即为该环的直径。用逐差法求出R，并计算误差。

2．用劈尖干涉法则细丝直径（选做内容）

（1）将被测细丝夹在两块平板玻璃的一端，另一端直接接触，形成劈尖，然后置于读数显微镜载物台上。

（2）调节叉丝方位和劈尖放置方位，使镜筒移动方向与干涉条纹相垂直，以便准确测出条纹间距。

（3）用读数显微镜测出20条暗条纹间的垂直距离l，再测出棱边到细丝所在处的总长度L，求出细丝直径d。

（4）重复步骤3，各测三次，将数据填入自拟表格中。求其平均值 。

[实验记录表格]

=====903.711mm