[发明专利]一种等厚干涉演示装置及演示方法

说明书

本发明涉及一种等厚干涉演示装置及演示方法，该装置包括顶端设有圆形开口的容器，且圆形开口用肥皂膜封口时，容器内压力可进行调节，容器内压力改变时，可使肥皂膜的形状发生改变；本发明提供的等厚干涉演示装置及演示方法，既可以展示牛顿环的干涉图样，也可以展示劈尖的干涉图样。此外，本装置不仅能够展示中心薄、周边厚的等厚干涉图样，也可以展示中心厚、边沿薄的等厚干涉图样。

技术领域

本发明涉及物理实验仪器领域，具体的说是一种等厚干涉演示装置及演示方法。

背景技术

薄膜干涉分为两种，一种叫等倾干涉，另一种称做等厚干涉。等厚干涉是由平行光入射到薄膜上，在薄膜附近形成的干涉条纹。薄膜厚度相同的地方形成亮度相同的干涉条纹，故称等厚干涉。

牛顿环和楔形平板干涉都属等厚干涉。其在生产生活实践中有很大的作用，例如测量光波波长、精确地测量微小物体的长度、厚度以及角度、检测工件表面的光洁度和平整度及机械零件的内应力分布等多种应用。由此可知等厚干涉在大学光学课程中占有重要的地位，学习理论知识的同时让同学们更好的理解等厚干涉现象具有重要的意义。

牛顿环装置通常是由光学玻璃制成的一个平面和一个曲率半径较大的球面组成，在两个表面之间形成一劈尖状空气薄层。以凸面为例，当单色光垂直入射时，入射光在空气薄层的上下表面依次发生反射，在透镜表面相遇就会发生干涉现象。空气膜厚度相同的地方干涉条纹相同，这种干涉称为等厚干涉。该干涉条纹是以接触点为中心的一系列明暗相间的同心圆环，称为牛顿环。

目前实验室所用等厚干涉仪器主要由读数显微镜和牛顿环装置组成，目前大多数学校的实验方法是通过读数显微镜观察牛顿环现象，学生在显微镜中观察，记录视野中的条纹数，然后读取等厚干涉实验仪上标尺的读数，再对读数进行手抄，所提交的实验报告都是以手抄的实验数据为基础的。传统等厚干涉仪器不仅观察体积庞大，实验准备时间长，且观察起来相当困难，极容易产生错误。

发明内容

针对上述现有的等厚干涉仪器不仅观察体积庞大，实验准备时间长，且观察起来相当困难，极容易产生错误等问题，本发明提供一种等厚干涉演示装置及演示方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种等厚干涉演示装置，该装置包括顶端设有圆形开口的容器，且圆形开口用肥皂膜封口时，容器内压力可进行调节，容器内压力改变时，可使肥皂膜的形状发生改变。

所述容器由弹性材料制成。

所述容器为可挤压变形的塑料瓶。

所述容器侧壁的底部设有调压口。

所述容器为透明容器。

一种利用如上所述的等厚干涉演示装置的演示方法，包括以下步骤：

步骤一：将装置的顶端浸入肥皂溶液中，然后取出，此时，会在容器顶端口沿处形成一层肥皂膜；

步骤二：通过调节减小容器内气体压力，导致肥皂膜呈凹面形状；此时可以从肥皂膜的反射光中观测到牛顿环图样，最外圈为暗条纹，中央为亮斑或暗斑；

步骤三：通过调节增大容器内气体压力，肥皂膜升高，使肥皂膜成为平面，然后倾斜装置，此时可以从肥皂膜的反射光中观测到劈尖图样，为等间距干涉条纹；

步骤四：将装置恢复倾斜前的状态，通过调节继续增大容器内气体压力，肥皂膜升高，导致肥皂膜呈凸面形状；此时可以从肥皂膜的反射光中观测到牛顿环图样，中央为暗斑，最外圈为暗条纹或亮纹。

本发明的有益效果：

本发明提供的等厚干涉演示装置及演示方法，既可以展示牛顿环的干涉图样，也可以展示劈尖的干涉图样。此外，本装置不仅能够展示中心薄、周边厚的等厚干涉图样，也可以展示中心厚、边沿薄的等厚干涉图样；