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.     

基于 Ma t l a b的牛顿环实验仿真研究

基于 Ma t l a b对牛顿环干涉实验进行了仿真. 仿真过程中, 通过改变入射光波长、 透镜曲率半径、 介质折 射率以及薄膜厚度等参数观察到清晰的牛顿环干涉现象及其变化规律, 并通过理论验证了仿真结果的合理性, 证 实了 Ma t l a b仿真可以作为实验的有效补充     

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,     

增加平面玻璃板的反射率测量不同浓度NaCl液体折射率

利用牛顿环干涉法分别测量了空气,水和不同溶度NaCl溶液的折射率。实验发现牛顿环中先后有空气薄膜和水薄膜时,干涉条纹变得模糊,尤其较大级次的条纹很难分辨,经研究发现增大牛顿环下表面玻璃板的反射率可提高条纹的清晰度,实验中在清晰度良好条件下用牛顿环干涉法测量了不同浓度NaCl溶液折射率,其实验结果与理论值符合的较好,其结果很大程度上扩充和丰富了大学物理和大学物理实验中的内容。     

牛顿环干涉法测量液体折射率的实验研究

利用牛顿环干涉法测量了水、乙醇和不同浓度的葡萄糖溶液的折射率,其实验结果与理论值符合的较好。实验过程中发现选用更大曲率半径的牛顿环能够有效降低干涉条纹的计数难度。     

牛顿环干涉实验中几个问题的讨论

牛顿环干涉实验是大学物理实验中一个重要的传统实验项目,本文拟解决3个问题:第一,纠正教材中牛顿圈光路图的不正确画法;第二,推导出牛顿环干涉相邻明、暗条纹由内到外依次变窄的理论公式,并给予解释;第三,测量牛顿环干涉条纹弦长,对于测量球面曲率半径并没有任何影响。这些问题的讨论,既有利于让学生明白其中的道理,又培养了学生的创新能力和创造思维。     

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.     

牛顿环实验的新方法

基于最小二乘法原理，直接对牛顿环干涉条纹进行拟合，推导出了透镜曲率半径与拟合方程系数之间的关系，利用干涉条纹数字化方法求出了透镜的曲率半径．由于数据点取在牛顿环的圆周上，克服了传统方法难以对准中心和干涉条纹发生变形时不能保证△（r~2)恒为常量的困难．     

牛顿环实验的MATLAB仿真及分析研究

首先分析了牛顿环干涉原理,并根据干涉原理然后对牛顿环进行了MATLAB软件仿真。仿真结果表明,基于MATLAB的牛顿环实验仿真教学具有一定的可行性,可以展示不同参数对牛顿环干涉图形的影响效果,更加直观形象化。最后再结合具体实验数据,求得凸透镜曲率半径,并分析讨论了曲率半径的不确定度。     

抑制穿过具有倾斜角度的介质探测成像时产生的寄生干涉条纹现象

进行穿透扫描探测实验时,在回波图像中发现了由于介质具有倾斜角度产生的周期性干涉条纹,这种干涉条纹对介质后或者介质中的目标成像有严重影响.研究表明,这种干涉条纹主要由介质表面反射波及透射后的层面反射波引起.文中建立点源辐射模型分析干涉条纹现象的形成机理,推导出薄层介质的干涉条纹间距表达式.考虑到天线的影响,建立了角锥喇叭天线近场模型,并且基于该模型进行精确的电磁仿真.商用软件Computer SimulationTechnology的电磁仿真结果与MATLAB程序的数字计算结果进一步验证了干涉条纹的成因分析及其与介质倾斜角度的关系.从推导的薄层介质干涉条纹间距表达式可以看出,干涉条纹间距与介质倾斜角度有关,控制影响条纹间距的因素,可以抑制干涉条纹现象,从而达到提高目标分辨率和成像质量的效果.