等厚干涉牛顿环思考题答案

等厚干涉实验—牛顿环和劈尖干涉

要观察到光的干涉图象，如何获得相干光就成了重要的问题，利用普通光源获得相干光的方法是把由光源上同一点发的光设法分成两部分，然后再使这两部分叠如起来。由于这两部分光的相应部分实际上都来自同一发光原子的同一次发光，所以它们将满足相干条件而成为相干光。获得相干光方法有两种。一种叫分波阵面法，另一种叫分振幅法。

1．实验目的

（1）通过对等厚干涉图象观察和测量，加深对光的波动性的认识。 （2）掌握读数显微镜的基本调节和测量操作。

（3）掌握用牛顿环法测量透镜的曲率半径和用劈尖干涉法测量玻璃丝微小直径的实验方法 （4）学习用图解法和逐差法处理数据。

2．实验仪器

读数显微镜，牛顿环，钠光灯

3．实验原理

我们所讨论的等厚干涉就属于分振幅干涉现象。分振幅干涉就是利用透明薄膜上下表面对入射光的反射、折射，将入射能量(也可说振幅)分成若干部分，然后相遇而产生干涉。分振幅干涉分两类称等厚干涉，一类称等倾干涉。

用一束单色平行光照射透明薄膜，薄膜上表面反射光与下表面反射光来自于同一入射

R

r

e

(a) (b)

图9-1 牛顿环装置和干涉图样

光，满足相干条件。当入射光入射角不变，薄膜厚度不同发

一、选择题

1. 在等厚干涉实验中，设牛顿环的空气薄层厚度为e，则当2e

A：为入射光波长的整数倍时产生暗条纹，为入射光半波长的奇数倍时产生明条纹 B：为入射光波长的整数倍时产生暗条纹，为入射光波长的奇数倍时产生明条纹 C：为入射光波长的整数倍时产生明条纹，为入射光半波长的奇数倍时产生暗条纹 D：为入射光波长的整数倍时产生 明条纹，为入射光波长的奇数倍时产生暗条纹

请选择:Ａ

２．两束光在空间相遇产生干涉的条件是

A：频率相等 B：振动方向相同 C：相位差恒定，且满足一定条件 D：abc都是 请选择:Ｄ

３．牛顿环实验中，读数显微镜的视场中亮度不均匀，其原因是

A：显微镜的物镜有问题 B：反光玻璃片放反了 C：入射单色光方向不正 D：显微镜的目镜有问题

请选择:Ｃ

４．牛顿环是一种

A：不等间距的衍射条纹 B：等倾干涉条纹 C：等间距的干涉条纹 D：等厚干涉条纹 请选择：Ｄ

５．牛顿环实验中，单向测量的目的是为了消除

A：视差 B：读数显微镜测微鼓轮的仪器误差 C：测微螺距间隙引起的回程误差 D：ABC都不是

请选择:Ｃ

６．劈尖干涉实验中，若测得20个劈尖干涉条纹间隔L1，劈尖条纹的总长为L，则其包含的干涉暗条纹总数为

A：20L/L1 B：20L1/L C：L/(20

（1）牛顿环的中心在什么情况下是暗的，在什么情况下是亮的？

中心处是暗斑，这是因为中心接触处的空气厚度，而光在平面玻璃面上反射时有半波损失，所以形成牛顿环中心处为暗斑(用反射光观察时)。当没有半波损失时则为亮斑。 当有半波损失时为暗纹，没有半波损失时为亮纹。

（2）实验中为什么用测量式 R?Dm?Dn224(m?n)?，而不用更简单的R?rk2K?函数关系式求出R值？

因为用后面个关系式时往往误差较大，原因在于凸面和平面不可能是理想的点接触，接触压力会引起局部形变，使接触点成为一个圆面，干涉环中心为一暗斑，所以无法确定环的几何中心。所以比较准确的方法是测量干涉环的直径。测出个对应k环环直径Dk，由rk 2 =kλR可知Dk 2=4Rλk,又由于灰尘等存在，是接触点的dk≠0，其级数也是未知的，则是任意暗环的级数和直径Dk难以确定，故取任意两个不相邻的暗环，记其直径分别为Dm和Dn(m>n),求其平方差即为

Dm2-Dn2=4(m-n)Rλ,则R=(Dm2-Dn2)/4(m-n) λ

(3) 在本实验中若遇到下列情况，对实验结果是否有影响？为什么？

①牛顿环中心是亮斑而非暗斑。

②测各个Dm时，叉丝交点未通过圆环的中心，因而测量的是弦长而非真正

（1）牛顿环的中心在什么情况下是暗的，在什么情况下是亮的？

中心处是暗斑，这是因为中心接触处的空气厚度，而光在平面玻璃面上反射时有半波损失，所以形成牛顿环中心处为暗斑(用反射光观察时)。当没有半波损失时则为亮斑。 当有半波损失时为暗纹，没有半波损失时为亮纹。

（2）实验中为什么用测量式 R?Dm?Dn224(m?n)?，而不用更简单的R?rk2K?函数关系式求出R值？

因为用后面个关系式时往往误差较大，原因在于凸面和平面不可能是理想的点接触，接触压力会引起局部形变，使接触点成为一个圆面，干涉环中心为一暗斑，所以无法确定环的几何中心。所以比较准确的方法是测量干涉环的直径。测出个对应k环环直径Dk，由rk 2 =kλR可知Dk 2=4Rλk,又由于灰尘等存在，是接触点的dk≠0，其级数也是未知的，则是任意暗环的级数和直径Dk难以确定，故取任意两个不相邻的暗环，记其直径分别为Dm和Dn(m>n),求其平方差即为

Dm2-Dn2=4(m-n)Rλ,则R=(Dm2-Dn2)/4(m-n) λ

(3) 在本实验中若遇到下列情况，对实验结果是否有影响？为什么？

①牛顿环中心是亮斑而非暗斑。

②测各个Dm时，叉丝交点未通过圆环的中心，因而测量的是弦长而非真正

一 目的 1、 2、 3、 4、

光的等厚干涉与应用

观察光的等厚干涉现象，加深理解干涉原理

学习牛顿环干涉现象测定该装置中平凸透镜的曲率半径 掌握读数显微镜的使用方法 掌握逐差法处理数据的方法

二 仪器

读数显微镜，钠光灯，牛顿环装置

三 原理

牛顿环装置是一个曲率半径相当大的平凸透镜放在一平板玻璃上，这样两玻璃间形成空气薄层厚度e与薄层位置到中央接触点的距离r，凸透镜曲率半径R的关系为：

r2e?2R

(a)

图20—1

根据干涉相消条件易得第K级暗纹的半径与波长λ及牛顿环装置中平凸透镜的凸面曲率半径R存在下述关系： 根据

2K2K(b)

R?K?r?4K?d

d2K与K成正比的性质采取逐差法处理实验数据

1

dm?dn?4?R(m?n)

四 实验内容及步骤

1、

打开钠光灯，调整牛顿环装置使干涉图样处于装置中心，之后将它放在显微镜的载物台上, 调整显微镜的方向使显微镜下的半反射镜将光反射到牛顿环装置上，如图20-1（a）。

2、

调节显微镜的目镜直到看清“十”字叉丝，降低显微镜筒，使它靠近牛顿环

南昌大学物理实验报告

课程名称： 大学物理实验

实验名称： 等厚干涉的应用

学院： 信息工程学院 专业班级： 计科153班

学生姓名： 刘金荣 学号： 6103115107

实验地点： 基础实验大楼313 座位号： 30

实验时间： 第14、15周星期2下午4点开始

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及特点。 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：

十一章 第一节

(1) 快速去除污染物的关键是什么？

(2) 反应器的一般特性主要指哪几个方面？ (3) 反应器研究开发的主要任务是什么？

(4) 什么是间歇操作、连续操作和半连续操作？它们一般各有哪些主要特点？ (5) 什么是空间时间和空间速度？它们所表达的物理意义分别是什么？

(6) 一般情况下，反应器内的流体流动状态会对反应结果产生影响，为什么？ (7) 根据反应物料的流动与混合状态，反应器可分为哪些类型。

(8) 反应器设计的基本内容包括哪几个方面？它通常用到哪几类基本方程？

第二节

(1) 什么是膨胀因子？膨胀因子为1的反应体系，反应后系统的物质的量将如何变化？若是膨胀因子为0.5的反应体系，则如何变化？

(2) 什么是简单反应和复杂反应？可逆反应属于哪一类反应？为什么？ (3) 什么是均相内反应和界面反应？

(4) 对于连续反应器，某一关键组分的转化率的一般定义是什么？

(5) 对于实际规模的化学反应器，影响某一关键组分的转化率的主要因素是什么？

第三节

(1) 若将反应速率的定义写成－rA＝－dcA/dt，该定义式成立的条件是什么？说明理由。 (2) 气－固相反应的反应速率有哪几种表达方式？气－液相反应情况又如何？ (3)

二、复习思考题答案

1. 参考答案：

SO3H发烟硫酸145℃H2SO460-85℃SO3HH2SO4155℃SO3HHO3SSO3HSO3H硝化HO3SNO2还原SO3HHO3SHO3SNH2SO3HHOHO3SNH2SO3HHO3S

2.参考答案： 解：（1）

CH3CH3SO3HCH3SO3HNO2NO2NH2

（2）

CH3CH3CH3SO3HNO2NH2CH3NH2CH3

ClCH3SO3H（3）

CH3ClClNO2NO2NH2NH2

3.参考答案： 解：合成路线如下：

NO2NH2NH2NH2SO3HSO3HSO3H

苯与混酸硝化得硝基苯，硝基苯还原得苯胺，苯胺在邻二氯苯中用理论量硫酸在180℃左右进行烘焙磺化得对氨基苯磺酸，后者在过量的20%发烟硫酸中在50℃左右磺化得目的产物。 4.参考答案：

解: 甲苯用混酸进行硝化，经高效精馏分离，得邻硝基甲苯、对硝基甲苯和少量

间硝基甲苯，将它们分别用氢气或二硫化钠将硝基还原成氨基，得邻甲苯胺，对甲苯胺和少量间甲苯胺。 （1）合成路线：

CH3NH2NO2CH3NH2

将邻甲基苯胺在低温溶解于浓硫酸中，形成酸性硫酸盐，然后加入理论量的混酸、发烟硝酸或硝酸钠进行一硝化，然后放入水中稀释析出

第一讲

1．20世纪20年代，克列蒙梭说：“一个人如果30岁以前不是社会主义者，他的良知就有问题；如果到30岁以后还是社会主义者，他的头脑就有问题。” 你如何理解这句话？ . “良知”与“头脑”的双重困惑

（1）对社会主义的认同；到本世纪20年代，据说是克列蒙梭说过：“一个人如果30岁以前不是社会主义者，他的良知就有问题；如果到30

岁以后还是社会主义者，他的头脑就有问题。”看来此时在克列蒙梭心目中，社会主义的道义感召力仍然强大，。但在此前，多少人成为马克思主义者与其说是着迷于它的道义力量，不如说首先是叹服于它的智慧力量。布哈林曾回忆说，他早年信仰马克思主义与其说是因为它“崇高和美好”，不如说首先是马克思著作“异乎寻常的逻辑严整性”征服了他 （2）认为社会主义是空想，是一种乌托邦 原因：1，自身利益，国家领导人 2．法国工人运动的发展

3．社会主义运动没有实现突破性。正如巴黎公社没有在法国发展一样 4，为了国家的利益，应对苏联（十月革命，苏维埃政权的建立等等）

5，法国在一战结束后能够恢复并不是坚持社会主义二是资本主义，因而开始反对社会主义

社会主义者的理想没有在前计划经济国家实现，甚至资本主义世界的社会福利成就也未见得与社会主

单元1 建筑钢结构概述

1、钢结构有哪些特点？

答：钢结构优点是：强度高，自重轻，塑性、韧性好，材质均匀，工作可靠，工业化生产程度高，可重复利用，节能环保，密闭性好，耐热性好。最适用于大跨度、高层、重型结构，轻钢结构用途也很广。钢结构缺点是：耐火性差、耐腐蚀性差。

2、目前我国钢结构的主要应用在哪些方面？

答：轻钢结构、重型工业厂房、多高层建筑、大跨度结构、高耸结构、可拆卸和活动式结构、直接承受动力荷载的或对抗震性要求高的结构，其它如船舶结构、水工结构、容器、储罐等。

单元2 建筑钢结构材料

1、目前国内主要生产的型钢有哪些？

答：工字钢、槽钢、角钢、H型钢、剖分T型钢、圆钢、方钢、钢管、冷弯薄壁型钢等。

2、碳素结构钢的牌号表示方法？

答：碳素结构钢的牌号由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法符号等四个部分按顺序组成。

3、钢材的检验一般包括哪些内容？

答：力学和化学性能。力学性能主要有：抗拉度，屈服点，伸长率，有时还有冷弯性能及冲击韧性指标；化学性能主要有：碳含量、合金元素含量及有害元素含量等。

4、钢结构常用的防火涂料类型？

答：超薄型、薄型和厚型防火涂料。

单元3 钢结构基本构件设计

1、型钢梁和焊接组合截面梁的设计步