大学物理实验报告（等厚干涉）

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极其特点。

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：

1.

牛顿环

牛顿环器件由一块曲率半径很大的平凸透镜叠放在一块光学平板玻璃上构成，

结构如图所示。

当平行单色光垂直照射到牛顿环器件上时，

由于平凸透镜和玻璃之间存在一层从中心向外厚度递增的空

气膜，

经空气膜和玻璃之间的上下界面反射的两束光存在光程差，

它们在平凸透镜的凸面（底面）相遇

后将发生干涉，

干涉图样是以接触点为中心的一组明暗相间、内疏外密的同心圆，

称为牛顿环（如图所

示。

由牛顿最早发现）

。

由于同一干涉圆环各处的空气薄膜厚度相等，

故称为等厚干涉。

牛顿环实验

装置的光路图如下图所示：

设射入单色光的波长为

λ

，

在距接触点

r

k

处将产生第

k

级牛顿环，

此处对应的空气膜厚度为

d

k

，

则空

气膜上下两界面依次反射的两束光线的光程差为

2

2









k

k

nd

式中，

n

为空气的折射率（一般取

1

）

，

λ/2

是光从光疏介质（空气）射到光密介质（玻璃）的交界面上反射

时产生的半波损失。

根据干涉条件，

当光程差为波长的整数倍时干涉相长，

反之为半波长奇数倍时干涉相消，

故薄膜上

下界面上的两束反射光的光程差存在两种情况：

2

)

1

2

(

2

2

2

2

















k

k

d

k

k

K=1,2,3,

…

., 

明环

K=0,1,2,

…

., 

暗环