劈尖等厚干涉条纹matlab,劈尖等厚干涉实验条纹不等间距的分析
文章编号 :1000 - 5080(2000) 03 - 0087 - 04 作者简介:刘香茹(1966 - ) ,女 ,讲师收稿日期:2000 - 03 - 20 劈尖等厚干涉实验条纹不等间距的分析 刘香茹 (洛阳工学院 基础部 ,河南 洛阳 471039) 摘要:指出劈尖等厚干涉实验中随着膜厚的增加 ,条纹间距变大。定性分析了由于构成劈尖的玻璃发生形变导致的严重影响。重点分析了入射光具有一定发散的入射角所造成的影响 ,通过理论计算和实验结果的对 比说明该分析的正确。从而给出了劈尖等厚干涉实验中为减小系统误差测量条纹间距应采取的方法。 关键词 :劈尖 ;条纹间距 ;干涉条纹显示 ;实验 ;测量误差中图分类号 :O436. 1 文献标识码 :A 0 前言 由光学理论 ,当平行单色光垂直入射劈尖时 ,反射光(或透射光)的干涉条纹是一组定域在薄膜表面附近的平行于棱边的等间距的直条纹 ,而大学物理实验中劈尖的等厚干涉却有以下特点 : (1)条纹并非严格的直条纹 ,而是略微地凸向棱边 ,见图 1。 (2)条纹并非严格的等间距 ,而是随着膜厚的增加条纹间距越来越大。 (3)随着膜厚的增加 ,条纹的视见度降低。 对于(1)和(3)两个特点 ,不少光学教程上有过分析[1] ,对空气劈等厚条纹间距不等现象虽然清华大学的冯志强、朱鹤年老师有过研究 ,但他们并未给出特点(2) 的规律。对于特点(2) 产生的原因 ,本文认为一是形成空气劈尖的玻璃片发生形变 ,二是由于入射光不是严格的平行光(即发散的入射角) 。以下分别进行分析。 1 玻璃形变对条纹间距的影响 劈尖等厚干涉实验中空气劈尖的形成如图 2。实验发现螺钉尤其是螺钉 2 的松紧程度对实验结果有很大影响 ,压紧螺钉 2 使劈尖形变如图 3 ,则随着膜厚的增加条纹间距变大 ,压紧力越大 ,形变越严重 ,规律越明显。 图 2 空气劈的形成 图 3 玻璃形变后的空气劈 图 1 空气劈干涉条纹 另外 ,若螺钉压紧力相同 ,则薄铜片位置不同 ,条纹间距的变化快慢也不同。在同样压紧力下 ,图2b 要比图 2a 的玻璃形变严重。从较靠近劈棱处反射光的某级暗纹起 ,每隔 10 级测一个数 ,一直测到最高级次 ,用读数显微镜测得的结果 ,见表 1。由于图 2b 中的空气劈比图 2a 中的夹角大 ,因此图 2b 的条纹间距比图 2a 的小 ,但在最高级次附近(薄铜片附近) ,图 2b 的条纹间距异常的大 ,这就是严重形变造成的。 第 21 卷 第 3 期 洛 阳 工 学 院 学 报 Vol. 21 No. 3 2000 年 9 月 Journal of Luoyang Institute of Technology Sept. 2000 为了尽可能减小玻璃形变对实验造成的影响 ,螺钉要压得轻 ,甚至自然放松。当然 ,螺钉自然放松时 ,上玻璃片由于自重的影响也不可避免会发生形变 ,但实验中玻璃片厚达 5 mm ,其形变对实验结果的影响甚微[2] ,测量结果仍见表 1。 表 1 各种实验条件下相邻 10 条的条纹间距 条纹级数 图 2a 装置 位置/ mm 间距/ mm 图 2b 装置 位置/ mm 间距/ mm 螺钉自然放松 位置/ mm 间距/ mm K 27. 141 26. 185 7. 523 K+ 10 25. 630 1. 511 24. 688 1. 497 9. 177 1. 654 K+ 20 24. 066 1. 564 23. 126 1. 526 10
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