劈尖干涉实验误差分析

范文一：劈尖干涉实验误差分析

劈尖干涉实验误差分析

实验总结:

1(在实际测量中，出现了一下情况:随测量次数的增多，圆心位置发生了变化，这种现象是与理论相悖的，原因是由于M1与M2’未达到完全平行或调整仪器时未调整好，而且圆心偏移速度越快越说明M1与M2’平行度越差。

2(在测量完第一组数据后，反向旋转时会在旋转相当多圈后才会出现中心圆环的由吞吐变吐，这个转变不是立即就完成的，这是因为仪器右侧的旋钮为微调旋钮，使用它对干涉仪的性质改变影响较小，故有吞变吐需要旋转相当一段时间，此时应旋转中部大旋钮，再使用微调，但不要忘记刻度盘调零。

3(两组数据所测得的结果相差较大，这可能是由于测量过程的误差或操作失误所引起的，应尽量避免。

4(实验中还观察到许多现象，如M1上出现很多光斑，其中有亮有暗，同心圆的粗细和疏密变化等等。但由于理论知识的缺乏，我们尚无法给出上述问题的完美解释，需要我们进一步的学习与探索。一进行分析讨论。从数据表格可以看到，在误差允许范围内，测量波长与理论波长一致，验证了这种测试方法的可行性。

5(误差分析: ?实验中空程没能完全消除;?实验对每一百条条纹的开始计数点和计数结束点的判定存在误差;?实验中读数时存在随机误差;?实验器材受环境中的振动等因素的干扰产生偏差。 3)实验结果: 经分析，当顺时针转动旋钮时，“吐”出圆环，此时测得一波长，当逆时针转动旋钮时，“吞”出圆环，此时亦测得一波长。将二者取平均值得测得光的波长: ，P=0.95。

范文二：劈尖干涉实验的仿真研究

,由于其理论的复杂性 2 仿真研究光学理论中的等厚干涉部分

μλ 知识的抽象性 ,一直都是师生们教与学的难点。因此 ,设劈尖的长度 L = 5cm 、厚度 d = 5m ,入射波长 =

以利用计算机辅助教学来提高这部分内容的教学效63218nm ,介质折射率 n = 1 ,逐一改变上述参数 ,可以得。本文根据光的干涉理论 ,应用 MATLAB 软件编程 ,模到等厚干涉条纹强度的各种变化情况。

211 劈尖厚度对干涉条纹的影响了劈尖干涉实验光强分布图形 ,通过改变劈尖的厚度、

射波长和介质折射率等参数 ,观察到劈尖干涉条纹的改变劈尖的厚度 d ,可以得到不同干涉图样 ,如图 2

() () μμμ应变化 ,反过来 ,通过干涉条纹的相应变化 ,也可以测 a- c所示 ,其劈尖厚度分别为 5m 、10m 和 15m ,从介质薄膜的厚度、折射率和入射波长等。这种计算机系列的图中可以看出 ,随着劈尖厚度的增加 ,即劈尖的倾

() 角增大 ,条纹逐渐的变密 ,其原因由式 1可知 ,随着 d 的真方法扩展了劈尖干涉问题的研究途径与方法 ,具有一

的应用价值 ,尤其对于教学具有直观作用 ,有助于学生更增大 ,在相同的区域 ,能显示的条纹级数增多。通过这种

方法 ,可以测定纸张的厚度、头发丝的直径等。深刻地理解劈尖干涉的特征和规律 ,提高教学质量。

基本原理

() 如图 1 a所示 ,两块帄板玻璃一端夹一根头发 , 形

() 空气或者为其它透明介质劈尖。当帄行单色光垂直

射到玻璃片时 ,在空气薄膜的上表面和下表面反射的

束光就会产生干涉 ,这就是空气劈尖形成的等厚干涉 , 产生相应的干涉条纹。条纹的明暗取决于反射光线到图 2 劈尖厚度对干涉条纹的影响遇点处的光程差 ,因此 ,在劈尖相同厚度的地方都具有 λ212 入射波长对干涉条纹的影响改变入射波长 ,可以( ) 同的干涉条纹。由图 1 b可以看出 , 在距离棱边 x ()得到不同干涉图样 ,如图 3 a ,空气薄膜的厚度为 d ,反射光形成的光程差为 :( ) , c 所示 , 其入射波长分别为 380nm 、63218nm 和 λ k明纹 λ 780nm ,从系列的图中可以看出 ,随着入射波长的增加 ,条 Δ = 2 nd + =k = 0 ,1 ,2 ,3 , ()2 k + 1 2 λ 暗纹 ( ) λ 纹逐渐的变疏 ,其原因由式 1可知 , 随着的增大 , 在 2

相同的区域 ,能显示的条纹级数减少。通过这种方法 ,可 ()1

以测定入射波的波长。 λ 式中 : n —透明介质的折射率 , —介质薄膜上下表 2

因反射情况的不同而产生的附加光程差。

2 由刀承不良状态引起的变动性,使之由于开降枢、手把、轴心、翼子板等的松弛滑动

复位性不良 ,在开启和关闭制动器后 ,造成横梁的位移产 211 刀承倾斜引起的变动性

当天帄启动后 ,如果中刀承倾斜不水帄 ,容易导致横生示值变动。

梁的缓慢滑动 ;如果边刀承倾斜容易导致吊耳的缓慢滑 5 光屏装置不良可能导致误认为变动性

动。这两种现象无疑会引起示值改变而呈现变动性。排 6 由于刀缝不当引起的变动性

除方法为 :取下刀承重新粘接 ,中刀承使之水帄 ,边刀承刀缝系指天帄制动后刀刃与刀承脱离接触后应有的使之与吊耳帄面帄行。缝隙 ,刀与刀承各接触点位置的改变 ,或出现“带针”等异

212 刀承松动、断裂和破损引起的变动性常现象 ,而使天帄出现变动性。

213 刀承过短或刀口过长引起的变动性刀承过短或刀7 由于天平底座不水平引起的变动性

口过长这两种情况使刀口不能完全落天帄底座若不水帄 ,则天帄各部件间按底座水帄状在刀承上 ,或刀口伸出刀承而使刀承失去作用或刀口碰态调整的配合失调 ,就容易导致变动性。

触其它物件呈现变动性。 8 一般常见故障引起变动性

各种故障的存在以及造成这些故障的原因 ,均会导 3 由支撑部分失调或状况不良引起的变动性

() 致变动性 ,尤其以碰挂和示值晃动为常见。 1支撑螺丝松动引起的变动性 : 对横梁或吊耳的

任何一个支撑螺丝若有松动 ,往往会导致横梁或吊耳的综上所述 ,以上八个方面是引起天帄示值变动性的位置因各次启动和关闭而发生变化 ,因而出现变动性。主要原因 ,但不是全部。我们只有在长期的实践中不断

() 摸索 ,才能对天帄变动性产生的原因有一个较全面的认 2被支撑的眼、槽、面松动 : 较精密天帄的横梁和

识。当天帄出现变动性时 ,要耐心细致地进行观察和分吊耳在背支撑的部位往往镶有玛瑙制作的眼、槽、面。若

被支撑部位发生松动 ,或玛瑙眼、槽、面脱落 ,均会失去支析。在修理和使用过程中 ,对其变动性的原因有把握时撑固定的作用而使天帄出现变动性。再着手处理 ,如果没有把握冒然去处理 ,容易将修理结果

() 搞乱 ,增加修理的困难。 3补偿吊耳螺丝松动 : 如果吊耳的支撑螺丝松动 , 当其承重时 ,螺丝缓慢退出而使作用力向外或向里缓慢

作者简介 :崔宁 ,女 ,工程师。工作单位 : 哈尔滨市计量检定测试院。通讯偏移 ,呈现出示值往一个方向缓慢变动。这一种螺丝的地址 :150036 黑龙江省哈尔滨市香坊区珠江路 5 号。松动被忽视 ,故当注意 ,务必禁锢之。收稿时间 :2011 - 02 - 25

()上接第 20 页变化。这种计算机仿真方法扩展了劈尖干涉问题的研究

,具有一定的应用价值 ,尤其对于教学具有直途径与方法 213 介质折射率对干涉条纹的影响

改变介质的折射率 n ,可以得到不同干涉图样 ,如图观作用。这种方法作为辅助教学手段 ,有助于学生更加

() ) ) () ( ( 4 a, c所示 , 其折射率分别为 1 空气、1133 水和深刻地理解劈尖干涉的特征和规律 ,提高教学质量。

参考文献) (1165 液溴,从系列的图中可以看出 ,随着介质折射率的 1 王开圣 ,赵志敏 ,杨雁南. 点光源劈尖干涉的条纹分布特征 J . 物 () 增加 ,条纹逐渐的变密 ,其原因由式 1可知 ,随着 n 的增 () 理实验 ,2010 ,30 1:36 - 38 .

2 王开圣 ,杨雁南 ,赵志敏. 用数值模拟方法研究面光源劈尖干涉问大 ,在相同的区域 ,能显示的条纹级数增多。通过这种方 () 题J . 物理与工程 ,2009 ,19 5:39 - 42 . 法 ,可以测定介质的折射率。3 刘金龙. 劈尖干涉条纹定域的解析研究 J . 物理与工程 , 2008 , 18

() 4:54 - 57 .

4 尹志勇 ,贾同福 ,汤洪志 ,等. 用劈尖干涉测金属线胀系数 J . 大学() 物理实验 ,2010 ,23 2:45 - 46 .

5 王卫星 ,高瑞峰. 劈尖干涉测量细丝直径新法 J . 大学物理实验 ,

() 2009 ,22 4:34 - 36 . ( ) 6 马文蔚. 物理学下册M. 北京 :高等教育出版社 ,2001 . ( ) 7 黄新民 ,潘宏利. 大学物理学下册M. 陕西 : 陕西科学技术出版社 ,2005 . 图 4 介质折射率对干涉条纹的影响 3 结论

根据等厚干涉理论 ,应用 MATLAB 软件编程 ,模拟了

劈尖干涉实验光强分布图形 ,通过改变劈尖的厚度、入射 ( )作者简介 :谭毅 ,男 ,讲师。工作单位 : 陕西省汉中市陕西理工学院北区物理系。通讯地址 :723003 陕西省汉中市。波长和介质折射率等参数 ,观察到劈尖干涉条纹的相应

收稿时间 :2011 - 03 - 16

范文三：劈尖干涉

劈尖干涉

根据薄膜干涉的道理，可以测定平面的平直度．若使两个很平的玻璃板间有一个很小的角度，就构成一个楔形空气薄膜，用已知波长的单色光入射产生的干涉条纹，条纹向劈尖的顶角侧弯曲时说明工件该处是一个凹；条纹远离顶角弯曲时，工件该处有一个凸起。

实验原理:将两块玻璃板ｎ1和ｎ2叠起来, 在一端垫一细丝(或纸片), 两板之间形成一层空气膜, 形成空气劈尖. 图a. 形成与劈尖棱角平行, 明暗相间的等厚条纹. 观

察劈尖干涉的实验装置如图1所示，

从点光源S 发出的光经透镜L

变成平行光，在经过半透半反玻璃片M 射向空气劈尖，自劈尖上下两表面反射后形成相干光，径路显微镜T, 就能在劈尖上表面观察到明暗相间均匀分布的干涉条纹。如图2.

设两玻璃板之间的夹角为q, 玻璃的折射率为n1, 空气的折射率为1. 由于Q 角很小，在实验中，单色平行光几乎垂直地射向劈面，所以劈尖上下两表面的反射光线与入射光线近乎重合。设在P 点出，劈尖对应的厚度e 。因为n1>1,所以劈尖表面有半波损失. 因此上下两表面反射光的光程差为:

δ=2ne+λ/2

反射光是相干光, 相干叠加明暗纹的条件是:

每一明条纹或暗条纹都与一定的Ｋ值对应，也就是与劈尖的厚度ｅ相对应．在两玻璃片相接触处，劈尖的厚度ｅ＝０，由于半波损失的存在，所以在棱边处为暗条纹。任何相邻明条纹或暗条纹所对应的厚度差为：ｅ＝λ／２ｎ

我们分析实验采用空气劈尖，n=1。若相邻两条明条纹或暗条纹之间的距离为L, 则可知：Lsinθ=λ/2n

因为角度很小，所以 L=λ/2nθ, 所以为使实验条纹凹凸明显，使θ小，L 就越大，即干涉条纹越疏。当平面平整时，厚度均匀变化，条纹为直线。当显微镜中的图像有一凹，条纹是等厚的点的轨迹，凹就是厚度增加，于是这里的厚度等于比此处远离劈棱处（厚度为0的地方）的地方的厚度，远离劈棱的地方的轨迹偏到这里来，总体情况就是：条纹向劈棱方向偏。若有一凸，向远离劈棱的方向偏。

实验步骤:将两块玻璃板叠在一起，在一侧一细丝，将一束单色光垂直照射到上玻璃板，在光学显微镜内观察干涉条纹。用图甲所示的空气劈尖检查工件表面的平整度，出现如图乙、丙所示的条纹。

用干涉法检查平面，如图甲所示，两板之间形成一层空气膜，用单色光从上向下照射，入射光从空气膜的上下表面反射出两列光波，形成干涉条纹。如果被检测平面是光滑的，得到的干涉图样必是等距的。如果某处凹下去，则对应明纹（或暗纹）提前出现，如图乙所示；如果某处凸起来，则对应条纹延后出现，如图丙所示。（注：“提前”与“延后”不是指在时间上，而是指由左向右的位置顺序上。）

条纹向劈尖的顶角侧弯曲时说明工件该处是一个凹；条纹远离顶角弯曲时，工件该处有一个凸起。

实验误差分析：两玻璃板之间的角度要控制好，如若过大，将无法观察到实验现象，若过小，条纹将分辨不出来。其次，要注意劈尖的质量。本实验必须小心实验误差，否则将观察不到实验现象。

实验总结：在实验中，越来越注重实验的准确性，有些实验仪器必须保持一定的平整度，精确实验结果，在生活中，工厂生产的产品也注重产品的质量，提升产品的光洁度，运用劈尖干涉原理对产品的检测是一种很好的方法。

范文四：劈尖干涉

劈尖干涉用于检测工件的平整度的研究

080403110 庞星

南京理工大学紫金学院电光系08四教电科1班

摘要: 根据薄膜干涉的道理，可以测定平面的平直度．若使两个很平的玻璃板间有一个很小的角度，就构成一个楔形空气薄膜，用已知波长的单色光入射产生的干涉条纹，条纹向劈尖的顶角侧弯曲时说明工件该处是一个凹；条纹远离顶角弯曲时，工件该处有一个凸起。

关键词: 薄膜干涉楔形空气薄膜干涉

Wedge interference detection of workpiece flatnes

080403110 Pang Xing

Zijin College of Nanjing University of Electro -Optical Division, Department 08 4 to teach a class

Abstract: According to thin film interference token, can determine the pla ne flatness. If only between two very flat glass plate with a small angle, it constitutes a wedge-shaped air film, using the known wavelength of the inci dent monochromatic light produced by interference fringe, fringe wedge of a pex angle to the side of bend note there is a concave workpiece; stripe be nding away from the zenith, the workpiece where there is a bulge. Keywords: Thin film interference; Wedge-shaped air film; Interference

实验原理:将两块玻璃板ｎ1和ｎ2叠起来, 在一端垫一细丝(或纸片), 两板之间形成一层空气膜, 形成空气劈尖. 图a. 形成与劈尖棱角平行, 明暗相间的等厚条纹. 观察劈尖干

涉的实验装置如图1所示，从点

光源S 发出的光经透镜L 变成平行光，在经过半透半

反玻璃片M 射向空气劈尖，自劈尖上下两表面反射后

形成相干光，径路显微镜T, 就能在劈尖上表面观察到

明暗相间均匀分布的干涉条纹。如图2.

设两玻璃板之间的夹角为q, 玻璃的折射率为n1, 空气的折射率为1. 由于Q 角很小，在实验中，单色平行光几乎垂直地射向劈面，所以劈尖上下两表面的反射光线与

入射光线近乎重合。设在P 点出，劈尖对应的厚度e 。因为n1>1,所以劈尖表面有半波损失. 因此上下两表面反射光的光程差为:

δ=2ne+λ/2

反射光是相干光, 相干叠加明暗纹的条件是

每一明条纹或暗条纹都与一定的Ｋ值对应，也就是与劈尖的厚度ｅ相对应．

在两玻璃片相接触处，劈尖的厚度ｅ＝０，由于半波损失的存在，所以在棱边处为暗条纹。任何相邻明条纹或暗条纹所对应的厚度差为：

ｅ＝λ／２ｎ

我们分析实验采用空气劈尖，n=1。若相邻两条明条纹或暗条纹之间的距离为L, 则可知：Lsin θ=λ/2n

顺序上。）

条纹向劈尖的顶角侧弯曲时说明工件该处是一个凹；条纹远离顶角弯曲时，工件该处有一个凸起。

参考文献：《大学物理》许三南陆建徐浦编

《大学物理实验》姚安居吴庆州编

范文五：劈尖干涉

根据薄膜干涉的道理，可以测定平面的平直度．测定的精度很高，甚至几分之一波长那么小的隆起或下陷都可以从条纹的弯曲上检测出来．若使两个很平的玻璃板间有一个很小的角度，就构成一个楔形空气薄膜，用已知波长的单色光入射产生的干涉条纹，可用来测很小的长度．

用图甲所示的空气劈尖检查工件表面的平整度，出现如图乙、丙所示的条纹

用干涉法检查平面，如图甲所示，两板之间形成一层空气膜，用单色光从劈尖(9张)

上向下照射，入射光从空气膜的上下表面反射出两列光波，形成干涉条纹。如果被检测平面是光滑的，得到的干涉图样必是等距的。如果某处凹下去，则对应明纹（或暗纹）提前出现，如图乙所示；如果某处凸起来，则对应条纹延后出现，如图丙所示。（注：“提前”与“延后”不是指在时间上，而是指由左向右的位置顺序上。）

条纹向劈尖的顶角侧弯曲时说明工件该处是一个凹；条纹远离顶角弯曲时，工件该处有一个凸起。

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