文档介绍：2010-2011学年度光学综合设计性实验《光学元件特性及研究(干涉部分)》题目:《光学元件特性及研究(干涉部分)》学院:物理电气信息学院专业:物理师范姓名:魏广瑜学号:**********指导教师:严群英日期:2010年12月目录光学元件特性及研究(干涉部分) 3【探究目的】 31学****光学干涉元件的性质和特点。 32对光学干涉元件进行归类。 33对元件到系统的组成进行分析研究。 34熟悉相干条件 3【干涉元件】 3【相干条件和原理】 3【探究提纲】 4一、【双缝】 5元件原理 5【图样分析】 5二、【牛顿环】 6元件原理 6【干涉条纹】 7分析 7【应用】 7三、【光学劈尖】 7元件作用 8四、【劳埃德镜】 8元件原理 8【实验光路】 9五、【菲涅尔双棱镜】 10元件原理 10【干涉图样】 10六、【菲涅尔双面镜】 11元件原理 11【作用】 11【心得体会】 11【主要参考文献】 12光学元件特性及研究(干涉部分)摘要光学元件是光学仪器的组成部分,是光学实验的基础,在光学实验中,无时无刻都在接触。我们在研究光学的实验的过程中,必须对光学元件做一个系统的了解,比如最基础的有物屏、光源、偏振、光栅、透镜、面镜、干涉元件等等。下面对干涉元件及组成系统归类研究。相干光元件:一般是在光路中利用这类元件而获得两束相干光,当这两束相干光再次相遇时就可以形成干涉现象。由于相干后的波互相相长和互相相消形成明暗不一的条纹。关键字:光学元件、干涉、光学系统、劳埃德镜【探究目的】1学****光学干涉元件的性质和特点。2对光学干涉元件进行归类。3对元件到系统的组成进行分析研究。4熟悉相干条件【干涉元件】双缝、牛顿环、光学劈尖、劳埃德镜、菲涅尔双棱镜、菲涅尔双面镜、梅斯林镜、比累双切镜。【相干条件和原理】相干是相干波叠加而引起强度重新分布的现象,相干性则表明了相干波光场物理量之间的相关性质以及产生的条件,两光波能够干涉的必要条件是频率相同存在相互平衡的偏振分量具有稳定的相位差这就是说频率不同,偏振方向互相垂直,相位差不稳定的光波彼此之间不相干,干涉光强是相干光波的复振幅叠加后的光强,由于在两相干波交叠在区域中不同位置处相干波之间的相位差不同,因而干涉光强也不同,所以相干波叠加会产生空间明暗相间的干涉条纹,而非相干光叠加则是强度叠加,总强度处处都等于各光波强度之和。因此,对于相干性最方便、直接的量度是干涉条纹的对比度(有时也称作可见度、反衬度等),即干涉场中干涉条纹的清晰程度,它定义为K=(Imax-Imin)/(Imax+Imin),其中Imax和Imin分别是干涉场中光强的最大值和最小值。K可区分以下三种情况K=1完全相干K<1部分相干K=0完全不相干相干光效应可分为空间相干性和时间相干性,前者与光源的几何尺寸有关,后者则与光源的相干长度或单***(带宽)有关。迈克尔干涉仪为测量时间相干性提供了一种方便的技术;空间相干性则有杨氏双峰实验做出了最好的证明。【探究提纲】干涉元件双缝光学劈尖菲涅尔双棱镜菲涅尔双面镜劳埃德镜牛顿环梅斯林镜比累双切镜一、【双缝】元件原理光源发出的光经滤光片成为单色光,单色光通过单缝后,经双缝产生稳定的干涉图样,干涉条纹可从屏上观察到。图样中相邻两条亮(暗)纹间的距离△x与双缝间的距离d、双缝到屏的距离L、单色光的波长λ之间满足x与波长λ、双缝间距d、及双缝到屏的距离L有关。干涉图样图样分析:双缝干涉图样中,中间有两条明显的亮条纹,是两条单缝衍射所形成的,其他等间距的明暗条纹才是两条缝干涉形成的。双缝干涉产生的图样应该是等间距的明暗相间的图样二、【牛顿环】  牛顿环仪元件原理牛顿环仪是由曲率半径为R的待测平凸透镜L和玻璃平板P叠装在金属框架F中构成,如下左图所示。框架边上有三个螺钉H,用来调节L和P之间的接触,以改变干涉条纹的形状和位置。调节H时,螺钉不可旋得过紧,以免接触压力过大引起玻璃透镜迸裂、破损。右图为牛顿环实物图。干涉条纹:在光学上,牛顿环是一个薄膜干涉现象。光的一种干涉图样,是一些明暗相间的同心圆环。例如用一个曲率半径很大的凸透镜的凸面和一平面玻璃接触,在日光下或用白光照射时,可以看到接触点为一暗点,其周围为一些明暗相间的彩色圆环;而用单色光照射时,则表现为一些明暗相间的单色圆圈。这些圆圈的距离不等,随离中心点的距离的增加而逐渐变窄。它们是由球面上和平面上反射的光线相互干涉而形成的干涉条纹。分析牛顿虽然发现了牛顿环,并做了精确的定量测定,可以说已经走到了光的波动说的边缘,但由于过分偏爱他的微粒说,始终无法正确解释这个现象。事实一,这个实验倒可以成为光的波动说的有力证据之一。直到19世纪初,英国科学家托马斯·杨才用光的波动说完满地解释了牛顿环实验。应用判断透镜表面凸凹、精确检验光学元件表面质量、测量透镜表面曲率半径和液体折