、探究实验报告

2010-2011年光学综合设计实验光学元件特性及研究（干涉部分）标题：光学元件特性及研究（干涉部分）大学：物理电气信息来源专业：物理老师名字：魏光裕学号：512009243942导师：严军营日期：2010年12月目录光学元件特性和研究(干涉部分)3探索目的 31学习光学干涉元件的特性和特性。32对光学干涉元件进行分类。33组件-系统组件分析和研究。34熟悉一致的条件3干涉元素 3一致的条件和原则 3探究概述 4一个，双缝 5组件原理5模式分析5第二，牛顿环 6组件原理6干涉条纹 7分析7应用程序 7三、光学分割提示 7组件角色8四、劳埃德镜子 8组件原理8实验光路 9五、菲涅耳棱镜 10组件原理10干涉样式 10第六，菲涅尔双面镜子 11组件原理11角色11经验11主要参考资料 12光学元件性质和研究(干涉部分)摘要信息光学元件是光学仪器的组成部分，是光学实验中时时刻刻接触的光学实验的基础。我们在研究光学的过程中，要对最基本的物体屏幕、光源、偏振、光栅、镜头、镜子、干涉元件等光学元素进行系统的理解。以下是干扰因素和配置系统分类研究。相干光源元素：通常，在两个光束再次相遇时形成干涉现象的光路中使用这些组件，以获得两个光束。因为一贯后面的波相互长而分开，形成了光和黑暗不同的条纹。关键字：光学元件、干涉、光学系统、劳埃德镜子探究的目的1学习光学干涉元件的特性和特性。2对光学干涉元件进行分类。3组件-系统组件分析和研究。4熟悉一致的条件干涉元素双狭缝、牛顿环、光学分割提示、劳埃德镜、菲涅尔棱镜、菲涅尔双面镜、梅氏镜、比疲劳更双切镜。相干条件是相干波叠加引起的强度再分配现象，表示相干波场物理量之间的相关特性和生成条件。两个光波可以干涉的必要条件是1.频率相同2.有相互平衡的偏振分量有稳定的相位差。也就是说，频率不同，偏振方向相互垂直，相位差不稳定的光波相互不相关。干涉强度是干涉光波的复杂振幅叠加后的强度，干涉强度是两个干涉波叠加在区域的不同位置，干涉强度不同，因此干涉波叠加产生空间明暗干涉条纹，等于每个光波强度之和。因此，一致性最方便、最直接的测量是干涉条纹的明暗(也称为可见性、反对比度等)。也就是说，在干涉章节中定义为干涉条纹的锐度K=(Imax-Imin)/(Imax Imin)、其中Imax和Imin分别是干涉字段亮度的最大值和最小值。k可以区分以下三种情况K=1完全一致K1部分一致性K=0完全不相关相干灯光效果可以分为空间一致性和时间一致性，后者与灯光的几何体尺寸相关，后者与灯光的一致长度或单色(带宽)相关。迈克尔干涉仪为时间一致性测量提供了方便的技术。空间一致性是杨双峰实验证明得最好的。【约纲探索】干涉零部件双缝光学分割提示菲涅耳棱镜菲涅耳双面镜子劳埃德镜子牛顿环墨斯林经累双切镜一个，双缝组件原理光源发出的光通过过滤器成为单个颜色光，通过单个接缝时，干涉条纹通过屏幕上观察到的两个接缝产生稳定的干涉图案。图案中两个相邻的亮(暗)图案之间的距离x和双狭缝之间的距离d，双狭缝到屏幕的距离l，单色光的波长之间的满足x与波长、双狭缝间距d和双狭缝到屏幕的距离l相关。干涉样式模式分析：在双狭缝干涉模式中，中间有两个明显的亮条纹，由两个单狭缝衍射形成，不同间隔的阴影条纹由两个狭缝干涉形成。由双狭缝干涉生成的阵列必须是等距的强度阵列第二，牛顿环牛顿戒指组件原理牛顿环行器安装在金属结构件f上，曲率半径为r的扁平凸透镜l和玻璃平板p叠加，如下图所示。在结构件边上，有三个螺钉h，用于调整l和p之间的接触以更改干涉条纹的形状和位置。调整h时，螺钉不应过度拧紧，以免因接触压力过大而打碎或损坏玻璃镜片。右图是牛顿环的实物图。干涉条纹：在光学中，牛顿环是薄膜干涉现象。光的干涉图案，明亮、黑暗的同心环。例如，使用具有较大曲率半径的凸透镜的凸面玻璃和平板玻璃，在日光下或白光下照明时，可以看到触点是暗点，并且其周围有光和阴影的颜色环。用单色光照射时，显示为带有部分明暗的单色圆。这些圆的距离多种多样，随着距中心点的距离增加，逐渐变窄。它们是球面和平面上反射的光相互干涉而形成的干涉条纹。分析牛顿发现了牛顿环，进行了准确的定量分析，可以说到达了光波说的边缘，但过分偏爱他的微粒并不能正确地解释这一现象。事实1，这个实验可能是支持光波动说的有力证据之一。英国科学家托马斯杨直到19世纪初才用光的波动来解释牛顿环实验。应用判断镜头表面的凸凹度，准确检查光学元件的表面质量，测量镜头表面的曲率半径和液体折射率。三、光学分割提示可以根据胶片干涉的原则测量平面的直线度。准确度很高，甚至是波长的1/1左右，小的隆起或下限也能在条纹的弯曲中检测到。在两个很平的玻璃板之间形成小角度，以已知波长的单色光入射而产生的干涉条纹，可用于测量非常小的长度，如头发的直径。组件角色使用空气分割提示检查工件表面的平整度，如图1和c所示使用干涉方法检查平面(如图a中所示)时，两个板之间形成了单个彩色光的空气膜自上而下照射时，入射光在空气膜的上下表面反射两列光波，形成干涉条纹。如果检测到的平面平滑，则生成的干涉阵列必须等距。如果某个地方凹陷，则会预先显示埃明图案(或暗纹)，如图b所示。如果某一部分上升，则相应的条纹将推迟，如图c所示。(注：“提前”和“延迟”不是按时间，而是按从左到右的顺序排列的。)，以获取详细信息条纹向分割刀尖的顶角弯曲时，工件显示凹处。如果条纹弯曲远离顶角，则工件有突起四、劳埃德镜子组件原理劳埃德镜是观察干涉的更简单的装置。用作镜子的平板玻璃板，是光源发出的光波的一部分，入射角接近的玻璃板上通过玻璃表面反射在屏幕上的狭缝光源。另一部分直接射在屏幕上。这两部分的光是相干光，同样是用分离器阵列获得的。可以认为反射光来自虚拟光源。干涉条纹的分析构成了一对一致的光源，与双狭缝实验相同。与镜子接触的位置，此时发出的光和接触点的距离相同，这里应该出现明暗。但是实验事实恰恰相反，这里出现的是直射光和反射光的相位差。直射光的相位没有变化。那只是反射光的相位跳跃。更多的实验表明，光从光稀疏介质发射到光密度介质时，反射光的相位都具有的匕首s:单色狭缝光源s，s:反转相干光实验光路干涉样式如图4所示，由劳埃德镜干涉产生的干涉条纹。条纹间距左侧松散，右侧密集，是因为在观察图案时，没有垂直于干涉生成的图案，图案左侧宽，右侧密集。五、菲涅耳棱镜组件原理那个截面是等腰三角形，两个顶角各约一个。狭缝光源发出的光波被棱镜折射，分成两个一致的波，这两个光可以认为是来自两个虚拟光源的相同光。与双缝实验类似，因为上下棱镜的顶角较小，和之间的距离较小。双缝实验的分析完全适合棱镜实验。干涉条纹显示在干涉光重叠的区域中。s:单色狭缝光源S1，S2:同相相干光源干涉样式如图3所示，棱镜干涉生成的图案生成等间距的明暗干涉条纹。第六，菲涅尔双面镜子组件原理具有两个小相交角度的平面镜。狭缝光发射的光波被分为通过平面镜和反射向不同方向传播的两个部分，这两个部分的波阵列是粘性的，与之间的相交角度较小，因此与之间的距离也很小，与双狭缝实验一样，在两个相互作用的光重叠区域生成干涉条纹。s:单色狭缝光源S1，S2:同相相干光源作用fresnel提出了一种获得干涉阵列更容易观察的干涉光束的方法，对young双缝实验装置中的小孔或狭缝进行了比较。【经验】在老师同学的帮助下，我忠实地完成了这项任务，在这里要感谢他们。通过这次探索任务，我学到了很多，在此过程中，不仅综合学习了干涉现象，还直接进行了光干涉的想象，使我深刻地记得，我认为在实验室的这几天过