光的等厚干涉与应用实验指导书

1、            实验仪器清单

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。。

6、            补充的思考题

为什么要用逐差法处理数据呢？

因为

则                                                 （1）

                                                        （2）

且（1）-（2）式得：

而有意义否？

将12组数据分两组则：

此时所有的数据都用上了。

且

若设

则

所以

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、简要的步骤及注意事项等。

3  数据处理

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：实验15 光的等厚干涉与应用0

                         实验15    光的等厚干涉与应用

                                林一仙  沈跃飞

一  目的

1、      观察光的等厚干涉现象，加深理解干涉原理

2、      学习牛顿环干涉现象测定该装置中平凸透镜的曲率半径

3、      掌握读数显微镜的使用方法

4、      掌握逐差法处理数据的方法

二  仪器

读数显微镜，钠光灯，牛顿环装置

三  原理

牛顿环装置是一个曲率半径相当大的平凸透镜放在一平板玻璃上，这样两玻璃间形成空气薄层厚度e与薄层位置到中央接触点的距离r，凸透镜曲率半径R的关系为：

(a)                                                  (b)

                              图20—1

根据干涉相消条件易得第K级暗纹的半径与波长λ及牛顿环装置中平凸透镜的凸面曲率半径R存在下述关系：

                 

根据与K成正比的性质采取逐差法处理实验数据

四  实验内容及步骤

1、      打开钠光灯，调整牛顿环装置使干涉图样处于装置中心，之后将它放在显微镜的载物台上, 调整显微镜的方向使显微镜下的半反射镜将光反射到牛顿环装置上，如图20-1（a）。

2、      调节显微镜的目镜直到看清“十”字叉丝，降低显微镜筒，使它靠近牛顿环装置的表面，然后慢慢往上调节必要时调节下方的反光镜，直到看清牛顿环图样为止。

3、      转动鼓轮，使显微镜筒大约在主尺中间的位置。移动牛顿环装置，使“十”字叉丝的交点在牛顿环中心，同时转动目镜使横向叉线平行于主尺。

4、      顺时针转动鼓轮，使叉丝左移，同时读出叉丝越过暗纹的数目，读到34环停止移动，然后逆时针慢慢转动鼓轮，使叉丝右移，当叉丝在第32、30、26、24、22、20、18、16、14、12、10暗纹的中心时读数。再继续向右移使叉丝越过牛顿环中心，当叉丝在第10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32暗纹中心时读数计算各环的直径测量值。

5、      把牛顿环装置转90度后，重复第3、4步。并计算各环直径测量平均值。并用逐差法处理数据。

五  注意事项

1、      仪器轻拿轻放，避免碰撞。

2、      镜头不可用手触摸，有灰尘时用擦镜纸轻轻拂去不能用力擦拭。

3、      调焦及调鼓轮时不可超出可调范围。为防止产生螺距误差，测量过程中鼓轮只能往一个方向转动，不许中途回倒鼓轮。

六  数据记录及处理

表1 曲率半径较小的数据

令    

经肖维涅准则判断没有坏值 

（忽略仪器误差）

                                   表2    曲率半径较大的数据

令；；

经判断没有坏值；（忽略仪器误差）