牛顿环实验思考题

1、等厚干涉的特征

答:

a.由平行光入射到厚度变化均匀、折射率均匀的薄膜上、下表面而形成的干涉条纹。

b.薄膜厚度相同的地方形成同条干涉条纹。

c.厚度相等,也就意味着从前后面发生的两次反射的路程差是一个定值,因此不会出现干涉条纹,但是同样会有干涉现象,比如路程差恰好是某种波的半波长的奇数倍,则会出现此波在薄膜的表面被减弱为零,就像近视镜的镀膜一个道理。 2、5-10种测波长的方法(简述)

答:

(1)用双棱镜干涉测波长

(2)用衍射光栅测光波波长

光栅是一种重要的分光元件,它可以把入射光中不同波长的光分开,衍射光栅有透射光栅和反射光栅两种,常用的是平面透射光栅,它是由许多相互平行等距的透明狭缝组成,其中任意相邻两条狭缝的中心距离d称为光栅常数。根据夫琅和费衍射理论,当一束平行光垂直地投射到光栅平面上时,每条狭缝对光波都会发生衍射,所有狭缝的衍射光又彼此发生干涉。衍射角符合条件

dsinθ=kλ,(k = 0、1、2、3 „)时,在该衍射角方向上的光相叠加将会加强,其它方向光相抵消。如果用会聚透2/4镜把这些衍射后的平行光会聚起来,则在透镜的焦平面上将出现一系列亮纹,形成衍射图样。如图所示,式(9–1)称为光栅方程,其中λ为入射光波波长,θ为衍射角,k为衍射亮纹的级数。在θ为0的方向上可以观察到中央亮纹。其它各级亮纹对称分布在中央亮纹两侧。若已知光栅常数d,测出相应的衍射条纹与0级条纹间的夹角θ,便可求出光波波长

(3)双缝干涉测波长

a.光通过双缝干涉仪上的单缝和双缝后,得到振动情况完全相同的光,它们在双缝后面的空间互相叠加会发生干涉现象。如果用单色光照射,在屏上会得到明暗相间的条纹;如果用白光射,可在屏上观察到彩色条纹。

b.本实验要测单色光的波长,单色光通过双缝干涉后产生明暗相同的等间距直条纹,条纹的间距与相干光源的波长有关。设双缝宽d,双缝到屏的距离为L,相干光源的波长为λ,则产生干涉图样中相邻两条亮(或暗)条纹之间的距离△x,由此得;λ=L△x /d,因此只要测得d,L,△x即可测得波长。相干光源的产生用“一分为二”的方法,用单缝取单色光,再通过双缝,单色光由滤光片获得。△x的测量可用测量头完成,测量头由目镜,划板,手轮等构成,通过测量头可清晰看到干涉条纹,分划板上中间有刻线,以此为标准,并根据手轮的读数可求得△x,由于△x较小,可测出几条亮(或暗)条纹的间距a,则相邻两条闻之间的距离△x=a/n。

(4)驻波法测量微波波长

微波喇叭既能接收微波,同时它也会反射微波,因此发,发射器发射的微波在发射喇叭和接收喇叭之间来回反射,振幅逐渐减小。当发射源距接收检波点之间的距离等于nλ/2时(n为整数,λ为波长),经多次反射的微波与最初发射的波同相,此时信号振幅最大,电流表读数最大。

Δd=N(λ/2)

上式中的d表示发射器不动时接收器移动的距离,N为出现接收到信号幅度最大值的次数。

(5)自透镜L1射出的平行光垂直地照射在光栅G上。透镜L2将与光栅法线成θ角的衍射光会聚于其第二焦平面上的Pθ点。产生衍射亮条纹的条件可由光栅方程求得:

dsinθ=kλ(k=±1,±2,„,±n) (1)

式中θ角是衍射角,λ是光波波长,k是光谱级数,d是光栅常数。当k=0时,根据(1)式,任何波长的光都在θ=0的方向上,即各种波长的光谱线重叠在一起,形成明亮的零级光谱,对于k的其它数值,不同波长的光谱线出现在不同的方向上(θ的值不同),k的正负两组光谱,对称地分布在零级光谱的两侧。若光栅常数d已知,在实验中测定了某谱线的衍射角θ和对应的光谱级k,则可由(1)式求出该谱线的波长λ;反之,如果波长λ是已知的,则可求出光栅常数d。

3、牛顿怎么发明牛顿环的?

答:一种光的干涉图样.是牛顿在1675年首先观察到的.将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块玻璃平板上,用单色光照射透镜与玻璃板,就可以观察到一些明暗相间的同心圆环.圆环分布是中间疏、边缘密,圆心在接触点O.从反射光看到的牛顿环中心是暗的,从透射光看到的牛顿环中心是明的.若用白光入射.将观察到彩色圆环.牛顿环是典型的等厚薄膜干涉.凸透镜的凸球面和玻璃平板之间形成一个厚度均匀变化的圆尖劈形空气簿膜,当平行光垂直射向平凸透镜时,从尖劈形空气膜上、下表面反射的两束光相互叠加而产生干涉.同一半径的圆环处空气膜厚度相同,上、下表面反射光程差相同,因此使干涉图样呈圆环状.这种由同一厚度薄膜产生同一干涉条纹的干涉称作等厚干涉。牛顿在光学中的一项重要发现就是

1、等厚干涉的特征

答:

a.由平行光入射到厚度变化均匀、折射率均匀的薄膜上、下表面而形成的干涉条纹。

b.薄膜厚度相同的地方形成同条干涉条纹。

c.厚度相等,也就意味着从前后面发生的两次反射的路程差是一个定值,因此不会出现干涉条纹,但是同样会有干涉现象,比如路程差恰好是某种波的半波长的奇数倍,则会出现此波在薄膜的表面被减弱为零,就像近视镜的镀膜一个道理。 2、5-10种测波长的方法(简述)

答:

(1)用双棱镜干涉测波长

(2)用衍射光栅测光波波长

光栅是一种重要的分光元件,它可以把入射光中不同波长的光分开,衍射光栅有透射光栅和反射光栅两种,常用的是平面透射光栅,它是由许多相互平行等距的透明狭缝组成,其中任意相邻两条狭缝的中心距离d称为光栅常数。根据夫琅和费衍射理论,当一束平行光垂直地投射到光栅平面上时,每条狭缝对光波都会发生衍射,所有狭缝的衍射光又彼此发生干涉。衍射角符合条件

dsinθ=kλ,(k = 0、1、2、3 „)时,在该衍射角方向上的光相叠加将会加强,其它方向光相抵消。如果用会聚透2/4镜把这些衍射后的平行光会聚起来,则在透镜的焦平面上将出现一系列亮纹,形成衍射图样。如图所示,式(9–1)称为光栅方程,其中λ为入射光波波长,θ为衍射角,k为衍射亮纹的级数。在θ为0的方向上可以观察到中央亮纹。其它各级亮纹对称分布在中央亮纹两侧。若已知光栅常数d,测出相应的衍射条纹与0级条纹间的夹角θ,便可求出光波波长

(3)双缝干涉测波长

a.光通过双缝干涉仪上的单缝和双缝后,得到振动情况完全相同的光,它们在双缝后面的空间互相叠加会发生干涉现象。如果用单色光照射,在屏上会得到明暗相间的条纹;如果用白光射,可在屏上观察到彩色条纹。

b.本实验要测单色光的波长,单色光通过双缝干涉后产生明暗相同的等间距直条纹,条纹的间距与相干光源的波长有关。设双缝宽d,双缝到屏的距离为L,相干光源的波长为λ,则产生干涉图样中相邻两条亮(或暗)条纹之间的距离△x,由此得;λ=L△x /d,因此只要测得d,L,△x即可测得波长。相干光源的产生用“一分为二”的方法,用单缝取单色光,再通过双缝,单色光由滤光片获得。△x的测量可用测量头完成,测量头由目镜,划板,手轮等构成,通过测量头可清晰看到干涉条纹,分划板上中间有刻线,以此为标准,并根据手轮的读数可求得△x,由于△x较小,可测出几条亮(或暗)条纹的间距a,则相邻两条闻之间的距离△x=a/n。

(4)驻波法测量微波波长

微波喇叭既能接收微波,同时它也会反射微波,因此发,发射器发射的微波在发射喇叭和接收喇叭之间来回反射,振幅逐渐减小。当发射源距接收检波点之间的距离等于nλ/2时(n为整数,λ为波长),经多次反射的微波与最初发射的波同相,此时信号振幅最大,电流表读数最大。

Δd=N(λ/2)

上式中的d表示发射器不动时接收器移动的距离,N为出现接收到信号幅度最大值的次数。

(5)自透镜L1射出的平行光垂直地照射在光栅G上。透镜L2将与光栅法线成θ角的衍射光会聚于其第二焦平面上的Pθ点。产生衍射亮条纹的条件可由光栅方程求得:

dsinθ=kλ(k=±1,±2,„,±n) (1)

式中θ角是衍射角,λ是光波波长,k是光谱级数,d是光栅常数。当k=0时,根据(1)式,任何波长的光都在θ=0的方向上,即各种波长的光谱线重叠在一起,形成明亮的零级光谱,对于k的其它数值,不同波长的光谱线出现在不同的方向上(θ的值不同),k的正负两组光谱,对称地分布在零级光谱的两侧。若光栅常数d已知,在实验中测定了某谱线的衍射角θ和对应的光谱级k,则可由(1)式求出该谱线的波长λ;反之,如果波长λ是已知的,则可求出光栅常数d。

3、牛顿怎么发明牛顿环的?

答:一种光的干涉图样.是牛顿在1675年首先观察到的.将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块玻璃平板上,用单色光照射透镜与玻璃板,就可以观察到一些明暗相间的同心圆环.圆环分布是中间疏、边缘密,圆心在接触点O.从反射光看到的牛顿环中心是暗的,从透射光看到的牛顿环中心是明的.若用白光入射.将观察到彩色圆环.牛顿环是典型的等厚薄膜干涉.凸透镜的凸球面和玻璃平板之间形成一个厚度均匀变化的圆尖劈形空气簿膜,当平行光垂直射向平凸透镜时,从尖劈形空气膜上、下表面反射的两束光相互叠加而产生干涉.同一半径的圆环处空气膜厚度相同,上、下表面反射光程差相同,因此使干涉图样呈圆环状.这种由同一厚度薄膜产生同一干涉条纹的干涉称作等厚干涉。牛顿在光学中的一项重要发现就是


相关文章

  • 工业药剂学实验报告册
  • 药学院 药剂学实验报告册 专业 班级 姓名 学号 总评分: 实验报告的填写要求 1.课前认真完成实验预习报告:实验过程中要严肃认真地做好实验记录,确认所观察到的现象或所记录的数据无误后,认真填写在有关表格中. 2.根据实验目的和要求,对实验 ...查看


  • 化学反应原理化学实验报告
  • 班级: 姓名: 座号 课题名称 反应热的测量 实验目的:通过测定中和反应的反应热掌握反应热测定的一般方法 实验用品:烧杯.温度计.环行玻璃棒.量筒.硬纸板.塑料泡沫.0.50mol//L盐酸溶液. 思考题: 1.填碎纸条的作用是什么? 2. ...查看


  • 面向对象程序实验报告撰写模板
  • 面向对象设计实验指导书 2015年9月 信息工程学院 侯向华 目录 实验一 熟悉java 的编程环境 . ................................................................... ...查看


  • 数据库原理实验指导书 (1)
  • <数据库原理实验指导书> 河南科技大学电子信息工程学院 赵海霞 目录 实验规则 .......................................................................... ...查看


  • 电工学实验答案
  • 哈哈.b两端电压测量的准确性. 电流表的内阻越小越好,以减小其上的电压,以保证a.b支路电流测量的准确性. 实验4 RLC串联交流电路的研究 七.实验报告要求及思考题 2 列表整理实验数据,通过实验总结串联交流电路的特点. 答:当XL X ...查看


  • 大学物理学实验指导书
  • 实验类型:验证实验类别:专业主干课实验学时:所属课程:大学物理 大学物理学实验指导书 大学物理实验 力学部分 实验一 长度与体积的测量 2 所涉及的课程和知识点:误差原理 有效数字 一.实验目的 通过本实验的学习,使学生掌握测长度的几种常用 ...查看


  • (四)有机化合物的定性鉴别
  • (四)有机化合物的定性鉴别 烯烃分子中含C=C双键,双键,能与溴发生加成反应,能与溴发生加成反应,使溴的红棕色消失,使溴的红棕色消失,因此在实验室中常用溴与烯烃的加成反应对烯烃进行定性和定量分析,因此在实验室中常用溴与烯烃的加成反应对烯烃进 ...查看


  • 实验五乙酸乙酯的制备-思考题附答案
  • 实验五 乙酸乙酯的制备 一.实验目的 1.通过乙酸乙酯的制备,了解羧酸与醇合成酯的一般原理和方法 2.进一步掌握蒸馏.用分液漏斗萃取,液体干燥等基本操作. 二.实验原理 乙酸和乙醇在浓H2SO4催化下生成乙酸乙酯 浓H2SO4 CH3COO ...查看


  • 课程教学实施计划
  • 编写 审批 解放军理工大学指挥信息系统学院 教 学 实 施 教员姓名: 陈鸣,许博 单 位: 网络工程教研中心 课程名称: 计算机网络原理 授课对象: 本科学员 授课学期: 2013年春季学期 理工大学训练部制表 课 程计 划 2012学年 ...查看


  • 实验动物课后思考题
  • 实验动物学课后思考题: 第一课: 1. 实验动物按照遗传特点的不同如何分类?(按现行的国家标准) 近交系.封闭群.杂交系 2. 实验动物按照微生物控制不同如何分级?(按现行的国家标准) 普通级.清洁级.无特殊病原体级(SPF ).无菌级 3 ...查看


热门内容