反射光、透射光牛顿环互补性的观察

学生从理性上容易承认反射光、透射光干涉的牛顿环是互补的,但缺乏感性认识,本装置通过实际观察,使学生建立起感性认识。选用两台JXD—2型读数显微镜,如图1所示进行安装配置。用透镜夹将牛顿环仪夹住,调好,放在两读数显微镜之间。用钠光灯做光源。调节显微镜和牛顿环仪等高、同轴,再分别调节读数显微镜A、B,使其能清晰地看到反射光、透射光干涉形成的牛顿环。此时便可观察到反射光牛顿环的暗纹处,恰为透射光牛顿环的明纹处,即两者互补。     

透射式镀膜牛顿环实验的研究

牛顿环具有反射式和透射式干涉环,透射式干涉环对比度不高,实验效果差,文章对牛顿环装置进行了镀膜处理,研究了薄膜对透射式牛顿环的影响,结果表明,反射率为20%及40%的单侧薄膜均能很好地提高透射式牛顿环的对比度,且对比度随着单侧薄膜反射率的增加而提高,反射率为20%的双侧膜所获得的牛顿环对比度要优于反射率为40%的单侧膜。研究改善了透射式牛顿环实验的观察效果,提高了测量精度,为牛顿环实验装置提供了更好的观察环境。     

扩展光源对测量误差的影响

目前,大部分高校做牛顿环实验时,一般采用的都是扩展光源钠光灯．因扩展光源可看成由无穷多点光源组成,可以增加等厚干涉条纹的亮度,所以教材上都指出用扩展光源做牛顿环实验有利无害,但很少强调扩展光源放置的位置和形状对等厚干涉条纹的影响．我们在牛顿环实验中进行探究式教学时发现,扩展光源放置的位置可以影响干涉条纹的形状,     

应用于大场景光学演示实验的高亮度白光光源制作

采用超高压汞灯为光源灯芯,制作了应用于大场景物理演示实验教学的高亮度白光光源.该光源可以用于牛顿环干涉实验和光栅衍射实验.     

薄膜干涉的若干问题探讨

1 问题1:在观察牛顿环干涉装置中,用钠光或激光照射,能否观察到平凸透镜玻璃两表面反射产生的干涉条纹     

新型基于彩色荧光灯的牛顿环实验

探讨使用彩色荧光灯替代低压钠灯做牛顿环实验的可行性,采用红、蓝、绿、白色四种荧光灯为光源,进行了牛顿环实验研究。实验结果表明:红色荧光灯可以替代低压钠灯光源进行牛顿环实验,并且测量的干涉条纹级数越高实验计算结果越精确。     

基于空间相干性控制的环形光源技术

提出了一种利用二元相位光栅产生环形光源的新方法,并且可以实现环形光源的环半径和环厚度连续或固定可调。阐述了环形光源抑制相干噪声的原理,推导了环形光源半径及干涉腔长度与条纹对比度之间的关系。实验表明:环形光源能保持干涉条纹对比度,同时有效抑制相干噪声,环形光源模式系统的本征噪声峰谷值小于点光源模式,且没有明显牛顿环噪声,测量重复性和测量精度都高于点光源模式,从而提高了测量精度。     

复合型干涉光源在牛顿环实验中的应用

对LED光源和固体激光器光源进行了光谱特性分析,优化整合之后设计制作成多功能干涉光源.该光源用来取代传统钠灯光源被用在牛顿环实验上,实验结果优良.该光源具有造价低,寿命长,功耗小,便于携带等优点,可以被推广应用到其他大学物理光学实验中.     

圆锥面与抛物面组合的类牛顿环干涉图样研究

在普通(典型)牛顿环的基础上,讨论由直线旋转形成的圆锥面与二次曲线旋转形成的抛物面或平凸(平凹)透镜组合的类牛顿环的干涉图样.通过理论分析得出类牛顿环的光程差和光强公式,利用Mathematica仿真模拟出干涉图样,并讨论直线系数和二次函数系数大小对干涉图样的影响.研究类牛顿环干涉,有利于拓展对牛顿环干涉的理解,为类牛顿环实验提供新的方法.     

介绍一种透射式牛顿环装置

通常物理实验中都是利用单色光照射图1所示的牛顿环装置产生反射式等厚条纹用来测量透镜的曲率半径。但是当我们用透射光观察牛顿环装置产生的干涉条纹时,由于构成牛顿环装置中的透镜球面和玻璃板表面对     

牛顿环虚拟实验系统研究

为了弥补传统牛顿环干涉实验中视场范围狭小,回程误差消除困难,环境扰动等实际问题,加深学生对牛顿环等厚干涉实验的基本理解。本文基于LabVIEW设计并实现了虚拟牛顿环干涉实验。该虚拟实验可实时输入等厚干涉测量法所需的相关虚拟实验参数,并绘制相应的牛顿环干涉图样。同时,该牛顿环虚拟实验对所测量平凸镜半径实验结果进行相应的误差分析。     

光源的相干性对牛顿环的影响

本文以普通光源和激光为例,探讨了光源的相干性对牛顿环干涉现象的影响。对于非相干光源,研究了单色性对相干长度的影响,指出仅有空气夹层上下表面的反射光会在平凸透镜顶点附近凸面内侧贴近凸面的区域形成一套干涉条纹。对于相干光源,利用斯托克斯定律推导了各表面反射光之间干涉条纹的可见度,进而分析了多套干涉条纹的叠加效果。     

观察反射光偏振性的一种简易方法

目前开设的牛顿环实验,只限于光的干涉。其实该实验也可扩展到反射光的偏振性,从而为学生检验菲捏耳反射公式提供一种最简易的实验方法。1.单色自然光入射图1为牛顿环实验光路图.纳灯S射出单色自然光     

基于光干涉法的光学玻璃应力测量方法研究

以平板理论为基础,利用牛顿环应力变形导致干涉图样的微小变化,提出一种基于光干涉法测量玻璃体应力的无损测量方法。理论推导出牛顿环曲率半径与应力之间的变换关系,利用自行设计的可安装在牛顿环仪上的施压装置,实验研究了施加应力与干涉图样的变换关系,通过理论分析与实验比较,证明了用牛顿环干涉法测量应力的可行性。利用该装置及方法对光学玻璃试样的应力进行测量,测量结果与实际施加的应力进行比较,误差最小为0.8%。     

便携式双波长同步对比波动光学课堂演示的实现

本文设计自制了便携式波动光学演示仪.该演示仪采用红、绿双色半导体激光器作为光源,配备多种规格的干涉、衍射和偏振组件,可以演示杨氏双缝干涉、多缝干涉、单缝衍射、小孔衍射、一维和二维光栅衍射、偏振等波动光学的主要内容.仪器体积小巧,激光功率大,采用电池供电,这些优点使之便于携带,无需暗室而可在普通教室演示,双色平行光源可以同步对比不同波长的干涉、衍射效果,实现了波动光学理论内容与实验现象的同步课堂演示.     

牛顿环测量单色光波长的实验研究

探索牛顿环能否测量单色光的波长,首先用已知波长的钠黄光照射牛顿环,形成干涉图样,测量第m,n级的直径,然后用三种不同颜色的LED单色光作为光源,测量出相同级次时的直径大小,通过对比计算出三种颜色LED单色光的波长。     

温控共振频率可调谐窄带F-P干涉滤波器

报道了一种由温度控制,共振频率可调谐的窄带F-P干涉滤波器.该F-P干涉滤波器的自由光谱区为13.6 GHz,透射带宽(透射峰半高处线宽)约为541 MHz.通过控制其温度变化,改变F-P干涉滤波器两端面间距,可使共振透过F-P干涉滤波器的激光频率连续调谐.实验测得当激光频率与F-P干涉滤波器共振时,透射率可达82%,同时与共振频率相差2 GHz～10 GHz的激光可被该F-P干涉滤波器反射掉,反射率达99.3%-99.7%.当控制温度波动小于4-0.005℃时,透射过F-P干涉滤波器的激光功率波动小于2.5%.     

混合型双光束干涉全息照相的设计与探究

基于单光束干涉和一般的双光束干涉全息照相实验，本文设计了一种反射透射混合型双光束干涉光路，从理论上分析了两束物光与一束参考光干涉叠加后在全息干板上的强度分布情况，通过对照实验：拍摄只有反射物光的单光束干涉光路、只有透射物光的单光束干涉光路、反射透射混合型双光束干涉光路的全息图，对比分析成像效果，结果表明本文设计的光路拍摄得到的全息图成像更完整、更清晰、层次感更强；并进一步通过控制变量法，改变不同的影响因素，进而提高全息图的成像质量。经过多次探究，结果表明，当使用GS-I型全息干板，使用功率约为2.23mW、波长为632.8nm的氦氖激光器拍摄全息图时，控制曝光时间为15s,反射物光与参考光之间的夹角为25°～35°,透射物光与参考光之间的夹角为20°～30°,反射物光、透射物光与参考光的光强比约为1∶1∶1,全息图整体成像效果最佳。     

牛顿环干涉实验的改进

研究光的干涉现象可以进一步加深对光的波动性的认识,产生光的干涉的仪器很多,牛顿环仪是一种常见的观察光的干涉的光学器件、用牛顿环仪可以观察到光的等厚干涉,对其干涉条纹有关量进行测量,便可以很精确地测得产生牛顿环干涉条纹的光学元器件的一些特性参数、用牛顿环仪可以测单色光的波长、组成牛顿环仪的平凸透镜的曲率半径,检验物体表面的光洁度和平面度.用牛顿环干涉实验测平凸透镜的曲率半径是大学物理实验中的基本实验.笔者根据多年的教学实践,认为该实验中存在一些问题,而且在数据处理方法上没有一个规范和统一的方法,本文就此进行探讨与研究.     

光学玻璃挠曲刚度的光学测量方法研究

提出了一种基于光干涉法测量小样品光学平板玻璃挠曲刚度的方法。应用平板理论及牛顿环原理推导了光学平板玻璃挠曲刚度与牛顿环干涉图像之间的解析公式,通过自行设计的牛顿环应力测量装置测量了光学平板玻璃的应力及对应的牛顿环干涉图像,得到了光学平板玻璃的挠曲刚度。实验结果显示:测得的挠曲刚度数据与厂家标称值相比,在应力29.02~38.66N范围内,测量相对误差不超过±6.9%;在应力16.07~29.02N范围内,测量相对误差不超过±11%。