干涉法测微小量实验报告

1、干涉法测微小量实验报告干涉法测微小量创建人:系统管理员总分:100实验目的学习掌握利用光的干涉原理检验光学帀牛表面集合特征的方法，用劈尖的等厚干涉测臺细丝 直径的方法，同时加深对光的波动性的认识。实验仪器低频信号发生器、示波器、超声声速测走仪、频率计等实验原理1、用牛顿坏测平凸透镜的曲率半径图1、牛顿环干涉条纹的形成当曲率很大的平凸透璜的凸面放在一平面玻璃上时,会产生一组以0为中心的明暗相接的同干涉法测微小量实验报告心圆环称为牛顿环。如图,1、2两束光的光成差 = 26 +么 式中2为入射光的波长，就是空气层厚度，空气折2射率nlo如果第m个暗环处空气厚度为，则有 = 2戈十二（2枕十】）=朋

2、二0丄2,32 2故得到:戈严m42利用几何关系有并根据得到戈,=竝，联系以上两式，有2R换成直径，并考虑第十刃个环和第皿个环j有氏=4（胧十, D；二4pkRa ,故4nA那么测量出7宀和2就可以根据这个表达式得到R。2. 劈尖的等厚干涉测细丝直径图2、劈尖干涉条纹的形成两片屋在一起的玻璃片，在它们的 F 口夹一直径待测的细丝,于就是两片玻璃之间便形成空气劈尖。当用单色光垂直照射时，会产生干涉现象。因为光程差相等的地方就是平行两玻璃片交线的直线,所以等厚干涉条纹就是一组明暗相间的、平行于交线的直线。设入射光 波长为A，则得到第m级暗纹处空气劈尖的的厚度 =m 仝。由此可知,m=0时,d=0,

3、即在两2玻璃片交线处，为零级暗条纹。如果在细丝处呈现m=N级条纹，则待测细丝直径 =W。2干涉法测微小量实验报告实验内容测平凸透镜的曲率半径 观察牛顿环1）将牛顿环仪按图3所示放置在读数显微镜谯筒与入射光调节木架的玻璃片的下方,木架上的透镜要正对着钠光灯窗口，调节玻璃片角度，使通过显微镜目镜观察时视场最亮。圉3、观测牛顿环实验装置图2）调节目镜，瞧清目僮视场内的十字叉丝后，使显微镜筒下降到接近玻璃片,然后缓慢上升，直到观察到干涉条纹,再微调玻璃片角度及显微镜，使条纹更清楚。（2）测牛顿环直径1）使显微镇的十字叉丝交点与牛顿环中心重合，并使水平方向的叉丝与标尺平行（与显微镜2）转动显微镜测從筒移

4、动方向平行）。轮，使显微镜沿一个方向移动，同时数出十字叉丝竖丝移过的暗环数，直 到竖丝与第35环相切为止。3）反向转动鼓轮,当竖丝与第35坏相切时，记录读书显微镜上的位置读数凶，然后继续转动鼓轮，使竖丝依次与第25、20、15、10、5坏相切顺次记下读数d25dod5do,d5干涉法测微小量实验报告4）继续转动鼓轮，越过干涉圆坏中心，记下竖丝依次与另一边的5、10、15、20、25、30坏 相切时的读数必，几，几，“20，5，o5）重复测臺两次，实验共测得三组数据。用逐差法处理数据第30环直径D“）= p/30 一3o|，同理，可求出 D25,D20、D5,式中，取 n=15,求出 D；j+1

5、5 -, 代入式（7）中计算R与R的标准差。2、测细丝直径观察干涉条纹将劈尖盒放在曾放置牛顿环的位置，同前法调节，观察到干涉条纹，使条纹最清晰。（2）测呈1）调节显微镜及劈尖盒的位置，当转动测微鼓轮使谯筒移动时,十字叉丝的竖丝要保持与条 纹平行。2）在劈尖面的三个不同部分，测出20条暗纹的总长度,测三次求其平均值及单位长度的干 涉条纹数“斗。3）测劈尖两玻璃片交线处到夹细线处的总长度L,测三次，求平均值。4）由公式求细丝直径=上=厶7彳=厶.兰上。22 A/ 2干涉法测微小量实验报告3、计算涉及相关公式1）直接测量量的不确定公式-应灾一1）2）宜接测重重不确定合成公式3）不确定传递公式P=0.

6、95, K =1.96 ;n=6 时，t=2. 57j =3 时,t,=4.30F = /（兀耳兀）4）曲率半径R = 沁T %4nz5）细丝直径d=N-刍数据处理实验内容一测平凸透镜曲率半径总分值：45（1）计算干涉环半径及不确走度干涉环直径平均值0二不确定度5 =卜芳2 + 他沙= = 4-30人=1.96:0 = 0.00问C = 3（不计分）原始测呈数据如下（表格中数据单位均为mm）:环数30252015105干涉法测微小量实验报告dl (mm)di1 (mm)Dl(mm)d2(mm)d2 (mm)D2(mm)d3(mm)d3 (mm)D3(mm) （15分）干涉环的直径环数30252

7、015105D平均值（mm）Ud(mm)（2）计算D,爲5 一及不确走度相关公式：不确定度疋才疋=（2必十（22）2Q；15-氏=另3：旷氏）/t-10 珂-/+（%-0+（抵口 （6分）根据以上数据，计算结果如下:干涉法测微小量实验报告m51015尤心-/gm（5分）2人-（讪（3 分）先（mm*D2 -D2（3）计算/?=及不确走度4/?2相关公式：rr曲率半径录=J _久4nZ不确定度U京-7气i乔K 4必 （8分）已知光波长589、3nm,平凸透镜曲率半径的平均值斤（m） = （6分）平凸透谯曲率半径的不确走度（m） = （2分）故平凸透镜曲率半径的最终表达式为R（单位:m上实验内容二

8、:测细丝直径总分值：30测细丝直径20茶暗坡的度心9 - ：0平均值* 土人/3亠1不确定皮UD =打窘+g 沙,L = 4.30, =1.96SAS = 0.005, C = 3干涉法测微小量实验报告（不计分）劈尖长度L（mm）=（不帕）旳皮长（nm）= （9分）20条暗纹长度（三次测量,mm）:次数n12310(mm)10* (mm)1 (mm) （5分）平均值/ （mm）= （4分）伸展不确走度/ （mm）= （6分）那么细丝直径平均值d （mm）= （5分）那么细丝直径不确宦度t/d（mm）= （1分）细丝直径最终结果为:d（mm）=思考题总分值：15思考题1总分值：10参瞧下图，从空气膜上下表面反射的光线相遇在D处发