实验报告-等厚干涉

南南昌昌 大大学学 物物理理 实实验验报报告告 课程名称 课程名称 大学物理实验大学物理实验 实验名称 实验名称 等厚干涉的应用等厚干涉的应用 学院 学院 信息工程学院信息工程学院 专业班级 专业班级 计科计科 153 班班 学生姓名 学生姓名 刘金荣刘金荣 学号 学号 6103115107 实验地点 实验地点 基础实验大楼基础实验大楼 313 座位号 座位号 30 实验时间 实验时间 第第 14 15 周星期周星期 2 下午下午 4 点开始点开始 一 实验目的 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 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 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 四 实验内容和步骤 用牛顿环测量透镜的曲率半径 用牛顿环测量透镜的曲率半径 图 11 4 为牛顿环实验装置 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 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 用劈尖干涉干涉法测微小厚度 微小直径 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 L 2 五 实验数据与处理 五 实验数据与处理 用牛顿环测量透镜的曲率半径 用牛顿环测量透镜的曲率半径 mnx1 cmx2 cmdi x1 x2 cm 22 cmdi 222 cmdd nm R cm 2 12122 89750 77630 602630 252 15442 86380 70940 5032 0 099484 3373 2 12672 89100 76430 584229 242 16132 85690 69560 4839 0 100385 1010 2 13352 88440 75090 563928 232 16862 84940 68080 4635 0 100485 1858 2 14012 87780 73770 544227 222 17642 84160 66520 4425 0 101786 2888 2 14732 87100 72370 523726 212 18422 83420 65000 4225 0 101285 8646 平均值0 100685 3555 cm6724 0 15 R 5 1 2 R i i RR 0 6724cm85 3555RRR 0 8 R R E 用劈尖干涉干涉法测微小厚度 微小直径 用劈尖干涉干涉法测微小厚度 微小直径 间距 cm l cm X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X11 l cm 11 91783 70003 70753 71523 72163 72903 73633 74353 75033 75763 76493 77250 0073 21 91073 80003 81033 81843 82663 83313 84053 84823 85533 86303 87053 87760 0078 31 91002 81302 82292 83022 83752 84482 85282 85972 86662 87372 88062 88400 0075 d1 0 0077cm d2 0 0072cm d3 0 0075cm cmd0075 0 0 0002cm 13 3 1 2 i i d dd d cmddd0002 00075 0 2 7 d d E 六 误差分析 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 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