【大学物理实验(1)】等厚干涉实验预习题答案参考

2024-06-04 12:52

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等厚干涉实验预习题参考

一、实验目的

1.加深对光的波动性,尤其是对干涉现象的认识。

2.了解读数显微镜的使用方法。

3.掌握逐差法处理实验数据。

4.提高误差分析和合理分配的能力。

二、实验原理

        两列或几列光波在空间相遇时相互叠加,在某些区域始终加强,在另一些区域则始终削弱,形成稳定的强弱分布的现象就是光的干涉现象。形成稳定干涉的条件是:光波的频率相同、相位差恒定、振动方向一致的相干光源。光的干涉现象是光的波动性的最直接、最有力的实验证据。在各种干涉条纹中,等倾干涉条纹和等厚干涉条纹是比较典型的两种。

1.等厚干涉原理:

        当一束平行光a、b入射到厚度不均匀的透明介质薄膜上时,在薄膜的表面会产生干涉现象。从上表面反射的光线b1和从下表面反射出上表面的光线a1在B点相遇(如下图所示),由于a1、b1有恒定的光程差,因而将在B点产生干涉。 

若平行光束a、b垂直入射到薄膜面,即i=r=0,薄膜厚度为d,则a1、b1的光程差为

  同一种条纹所对应的空气厚度是一样的,所以称之为等厚干涉条纹。

        要想在实验中观察到并测量这些条纹,还必须满足以下条件:

        ①薄膜上下两平面的夹角足够小,否则将由于条纹太密而无法分辨

        ②显微镜必须聚焦在B点附近,方能看到干涉条纹,也就是说,这样的条纹是有定域问题的。

2.利用牛顿环测一个球面镜的曲率半径:

        设单色平行光的波长为λ,第k级暗纹对应的薄膜厚度为d,考虑到下届反射时有半波损失λ/2,当光线垂直入射

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