空气劈尖的入射角问题探讨

劈尖干涉是一种光的干涉现象,在有些参考书中讨论空气劈尖入射角时,常出现的一些错误,故此,特通过对薄膜干涉等原理的分析和例题论证,解决空气劈尖入射角的一些错误问题。     

空气劈尖的入射角问题探讨

劈尖干涉是一种光的干涉现象,在有些参考书中讨论空气劈尖入射角时,常出现的一些错误,故此,特通过对薄膜干涉等原理的分析和例题论证,解决空气劈尖入射角的一些错误问题.     

劈尖干涉条纹变动的分析方略与教学思考——以2021年山东学业水平等级考试物理卷第7题为例

劈尖干涉是薄膜干涉,具有生活实践情境。基于考试大纲约束下的命题,对劈尖干涉的考查要求较低。但在新高考下,劈尖干涉的考查已超越知道或了解层级。2021年山东学业水平等级考试物理卷第7题,考查厚度呈非均匀变化的劈尖干涉及其条纹变动的问题。本文在对劈尖干涉进行理论分析的基础上,分别运用光程差、用等间距线(面)、类比牛顿环等方法对试题进行分析,并对契合题意可能的薄膜形状进行探究。同时,作为教学思考,对考试命题及教学要求提出建议。     

干涉法测量金属细丝直径

正1实验原理如图1所示,两块平板玻璃叠放,其间夹入薄片或细丝状物体的时候,玻璃之间就形成一空气劈尖。在单色平行光垂直照射下,玻璃上出现明暗相间、间距相等的平行于玻璃棱边的干涉条纹。根据波动光学理论,空气劈尖上、下表面反射光是相干光。如若在劈尖内空气层厚度为e处,其两相干光的光程差为:     

分振幅薄膜干涉-等厚干涉实验拓展

通过分析空气劈尖的直线型等厚干涉条纹到牛顿环的圆环型等厚干涉条纹的逐渐演变过程,解释了劈尖干涉条纹及牛顿环干涉圆环分布的特点.证实了劈尖干涉和牛顿环干涉产生机理的一致性,即两种干涉均属于分振幅薄膜干涉-等厚干涉,这在一定程度上是对目前国内常见《光学》教材中薄膜干涉-等厚干涉相关内容的补充和完善,加深了学生对分振幅薄膜干涉-等厚干涉原理的理解,教学效果明显提高.     

用牛顿环的干涉测液体折射率的新思路

在牛顿环的干涉实验中,产生同心环状的干涉图样的液体薄膜局域等效于液体劈尖.结合液体劈尖的等厚干涉理论与牛顿环的等厚干涉理论,通过理论推导可得到液体折射率和空气薄膜及液体薄膜产生的干涉圃环直径问的关系式;利用此关系式可知,在未知光波波长λ及牛顿环平凸透镜曲率半径R的情况下,只要分别测出同一实验装置下空气膜和液体膜产生的相邻干涉圆环直径,即可方便、准确地测出液体的折射率.这种测量液体折射率的方法不仅大大简化了实验参数,而且表明了液体劈尖的等犀干涉与牛顿环中液体薄膜的等厚干涉本质上的一致性,同时又是对等厚的薄膜干涉理论及实验教学内容的拓展和完善.     

干涉对比法测液体折射率的一种简易方法

在牛顿环干涉实验中,若在平凸透镜的凸面与平玻璃板间加入少许液体,可将液体膜局域等效于液体劈尖,则液体膜可看成是沿平凸透镜的凸面与平玻璃板接触点向外的径向线性增加的液体劈尖,利用液体劈尖的等厚干涉理论可推导出平凸透镜的曲率半径与光波波长间的关系式,进而得到液体折射率与空气膜及液体膜产生的干涉圆环直径间的关系式。利用此关系式可知,只要不改变实验装置,在未知凸透镜曲率半径和光波波长的情况下,分别测出在同一牛顿环装置下液体膜和空气膜的任意相邻干涉圆环的直径,即可方便地测出液体的折射率。     

光的干涉中光程差的教学

分析杨氏双缝干涉实验和劈尖等厚干涉中光程差精确值的推导方法以及近似处理的结果,从而加深对光的干涉的理解。     

对一道高考试题解法的拓展

20 0 3年上海市高考试题第 8题 :劈尖干涉是一种薄膜干涉 ,其装置如图 1所示 .将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上 ,在一端夹入两张纸片 ,从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜 ,当光垂直入射后 ,从上往下看到的干涉条纹如图 2所示 .干涉条纹有如下特点 :( 1 )任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等 ;( 2 )任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定 .现若在图 1中抽去一张纸片 ,则当光垂直入射到新的劈形空气膜后 ,从上往下观察到的干涉条纹(A)变疏 .　　 (B)变密 .　　 (C)不变 .　　 (D)消失 .图 1　　　　　…     

用劈尖干涉测定液体折射率

依据等厚干涉原理 ,介绍用劈形薄膜表面上所产生的干涉现象即劈尖干涉测定液体折射率的方法 ,并给出测量结果 .     

劈尖干涉规律的讨论

劈尖干涉的规律(即等原干涉规律),一般是在薄膜干涉(即等倾干涉)规律的基础上,作近似的讨论,从而总结出,两束相干光通过不同煤质后,在空间某点相遇时所产生的干涉现象,与两者的光程差(用符号△表示),它们的规律律为:     

新型微小质量测量仪的研制

仪器采用力学与光学进行转换的设计思想,质量的变化使得劈尖上片的搭脚位置发生改变,利用搭脚的连动,改变劈尖装置的夹角,使得劈尖装置等厚干涉条纹间距发生变化,通过测量相邻条纹间距的改变量求出劈尖装置夹角改变的角度,最后通过CCD检测系统和PC机软件系统可实现自动化测量微小质量.     

对"干涉法检查工件表面再探究"一文的几点补充

从相干长度的角度，回答了劈尖干涉条纹出现的条件。     

《劈尖干涉》课堂教学设计案例

劈尖干涉是大学物理课程的重要的教学内容。本文对《劈尖干涉》的教学任务进行了分析,按照教学大纲的要求和学生的需要,设计了该课堂教学案例。通过本教学设计案例,具体展示了其教学设计的过程和设计特点,为大学物理教学提供了有效途径。同时,对其他专业课的教学设计,起到了示范和参考作用。     

非平行平面薄膜反射光干涉条件的推导

推导了非平行平面薄膜反射光的干涉条件,并由此出发自然地导出了平行平面薄膜的反射光的干涉条件、劈尖的干涉条件及牛顿环的干涉条件,并使这三种干涉在逻辑上统一了起来。     

基于Matlab GUI的薄膜干涉仿真

为动态反映薄膜干涉图样随波长和干涉装置的几何参数的改变而产生的变化,利用Matlab图形用户界面的设计和开发功能,结合真实的可见光谱,制作了劈尖干涉、牛顿环干涉以及迈克尔逊干涉的交互式图形仿真界面.仿真结果图形细致逼真,使该过程的物理规律直观形象,有助于学生理解这几种典型薄膜干涉过程中的物理规律.     

光的干涉应用——测量透明介质的折射率

光的干涉原理在工程技术中有着重要和广泛的应用,本文主要介绍了运用光的干涉原理,采用杨氏双缝手涉、劈尖干涉、牛顿环、迈克耳孙干涉仪等方法测量透明介质的折射率.     

空气劈膜干涉条纹间距变化的判断及其应用

现行全日制普通高级中学教科书(试验修订本·必修加选修)<物理>第三册<光的干涉>这一节中对用干涉法检查平面的平整程度只作了一些现象上的定性介绍,而当空气劈发生变化时,干涉条纹间距如何变化,如何从干涉条纹去判断被测表面是否平整等问题没有作具体分析说明.本文笔者试就一具体问题的分析的讨论,谈谈空气劈干涉条纹间距变化的判断方法及其应用,以供参考.     

利用劈尖干涉测混凝土热膨胀系数

用劈尖干涉表征微小变化量,其精度可达入射光半波长量级。本文研究利用劈尖干涉测量混凝土的热膨胀系数,所设计的测量装置可在-10℃到200℃范围内较为精确测量混凝土的热膨胀系数。通过本文设计方法,对工程常规比例混凝土（PSA32．5矿渣硅酸盐水泥与沙石比例为1：2）在60％到80℃测得其线胀系数为9．915×10^-6℃^-,与工程参考值8～12×10^-6℃^-很好吻合。     

波动光学中“半波损失”的教学法体会

在波动光学中“半波损失”是一个经常遇到的问题,“半波损失”的概念及在光程差的计算中的应用,既是重点又是难点。在学习中学生普遍反应较难掌握,出现问题很多。经过多年的教学实践,我们逐渐总结出I一些关于“半波损失”的教学经验,在教学中针对重点和难点,做到有的放矢,取得了较好的教学效果。下面就谈谈关于“半波损失”的教学法。1依据实例讲清概念在薄膜干涉、牛顿环、劈尖等干涉实验中,当光从一种介质入射到另一种介质时,一部分光反射回原介质,另一部分入射到第二种介质中,再从第二种介质的下表面反射回来透射到第一种介…