一种演示薄膜干涉的装置制造方法
【专利摘要】一种演示薄膜干涉的装置，将近似眼镜的凸面放置在手机平板玻璃上，在日光下观察近似眼镜的凸面与手机平板玻璃接触点区的干涉条纹，方法是垂直于近似眼镜观察，稍稍转动近似眼镜，观察接触点位置变化时干涉条纹也跟随着变化。形成以触点为中心，触点为暗斑明暗相间内疏外密圆环状上的等厚干涉条纹，这一方法简单直观地演示了薄膜干涉的条纹，有利于课堂教学，同学们利用自己的随身物品演示薄膜干涉的规律，既生动又难忘。
【专利说明】一种演示薄膜干涉的装置
【技术领域】
[0001] 本发明属于一种简易的光学装置。
【背景技术】
[0002] 十八世纪牛顿学派认为光是粒子流，而惠更斯学派则认为光具有波动性，但是由 于缺乏实验证明，整个十八世纪牛顿的粒子说占据主导地位，直到1801年托马斯·杨的杨 氏双缝实验成功地说明了光具有干涉现象，整个十九世纪，人们认为光是波。1905年，爱因 斯坦提出光的波粒二象性，才结束了关于光的本性是粒子性还是波动性二百年的争论。作 为光具有波动性的另一个实验证据就是光的薄膜干涉。
[0003] 实验室常采用一个平凸玻璃透镜其凸面与平板玻璃相接触，构成牛顿环装置，以 触点为中心形成触点为暗斑明暗相间内疏外密圆环状上的等厚干涉条纹。同时，利用钠 光灯与读数显微镜可以精确地读出每个同心圆环的直径（左读数与右读数相减后取绝对 值）。通过读出第30环的直径与第20环的直径的平方差除以40倍光波长，第29环的直径 与第19环的直径的平方差除以40倍光波长，……，第21环的直径与第11环的直径的平 方差除以40倍光波长，获得10个平凸玻璃透镜的凸面曲率半径。这一方法，能够消除了平 凸玻璃透镜其凸面与平板玻璃相接触处不正好相切带来的测量不确定度。
【发明内容】
[0004] 本发明解决了演示薄膜干涉的问题，而不需要利用实验室专用的牛顿环装置。
[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0006] 技术构思：（a)演示薄膜干涉不需要从实验室取专用的牛顿环装置；(b)由于实验 室取专用的牛顿环装置是平凸玻璃板构成，空气膜厚度很小，较难判断哪一面是平的，哪一 面是凸的，而且牛顿环装置拆卸较困难；(c)利用现在人手一手机的显示面作为平板玻璃， 很多人有近视眼镜，只要将近视眼镜的凸面靠近手机的平板玻璃，就能方便地看到"以触点 为中心形成触点为暗斑明暗相间内疏外密圆环状上的等厚干涉条纹"；（d)利用不同度数的 近似眼镜再观察其不同的干涉条纹图样；（e)利用老花眼镜再观察干涉条纹图样；（e)若进 行精确计算，也可以采用钠光灯与读数显微镜来进行辅助测量。
[0007] 设备发明：一种演示薄膜干涉的装置。
[0008] 本专利的有益效果是：在演讲光的薄膜干涉时，大多数同学可以利用自己的手机 和眼镜进行观察"以触点为中心形成触点为暗斑明暗相间内疏外密圆环状上的等厚干涉条 纹"，从而通过自己的实验，加深入对薄膜干涉的理解，支持光具有波动性。
【专利附图】
【附图说明】
[0009] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0010] 图1近视眼镜置于手机平板玻璃上
[0011] 图2远视眼镜置于手机平板玻璃上
[0012] 图3近视眼镜两表面
[0013] 图4近视眼镜两表面
[0014] 在图中，1.手机平板玻璃，2.近视眼镜，3.远视眼镜，4.近视眼镜凹面，5.近视眼 镜凸面，6.远视眼镜凹面，7.远视眼镜凸面
【具体实施方式】
[0015] 在图1中，将近视眼镜（2)的凸面（5)置于手机平板玻璃（1)。在接触点附近就能 观察到以触点为中心形成触点为暗斑明暗相间内疏外密圆环状上的等厚干涉条纹。
[0016] 当光垂直于手机平板玻璃（1)从近视眼镜（2)上方入射，在位置A处，形成的空气 膜厚度为d，入射光线在A处反射的光束与A正下方手机平板玻璃（1)表面反射的光束在A 处相遇，这两束光之间的光程差为
[0017] δ= 2d+入射光波波长（λ)的一半
[0018] 当光程差为入射光波波长一半的奇数倍时，形成暗条纹，即
[0019] 在图1中，点A到中心轴之距
[0020] T = ^X
[0021] 式中k表示第k个暗纹（中心暗斑为k= 0)，k为正整数；λ为入射光波波长，利 用第k个暗的圆条纹半径，即可以计算出与平板玻璃（1)相接触的凸面的曲率半径R1，对于 某一 400度的近视眼镜，第1个暗纹直径为2mm;对于某一 600度的近视眼镜，第1个暗纹 直径为3mm〇
[0022] 在图2中，将远视眼镜⑶的凸面（7)置于手机平板玻璃（1)。在接触点附近就能 观察到以触点为中心形成触点为暗斑明暗相间内疏外密圆环状上的等厚干涉条纹。其原理 图与图1相同。
【权利要求】
1. 一种演示薄膜干涉的装置。其特征是：将眼镜放置在平玻璃板上，眼镜凸面与平玻 璃板间拉触点附近形成了等厚干涉条纹。
2. 根据权利要求1所述的演示薄膜干涉的装置，其特征是：眼镜，包括近视眼镜和远视 眼镜，还包括所有有一凸面的眼镜，凸面与平玻璃板接触处附近形成了空气膜，形成了以触 点为中心，明暗相间内疏外密圆环状的等厚干涉条纹。
3. 根据权利要求1所述的演示薄膜干涉的装置，其特征是：有一凸面的眼镜，其凸面放 置在像手机显示屏之类的平玻璃板上，在接触点附近形成以触点为中心，明暗相间内疏外 密圆环状的等厚干涉条纹。平玻璃板也可以是平整的塑料板，只要形成等厚干涉条纹也属 于保护之列。
4. 利用钠光灯与计数显微镜对所述的等厚干涉条纹，进行精确计算凸面的曲率半径， 也属于保护之列。
【文档编号】G09B23/22GK104504980SQ201510009623
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2015年1月8日 优先权日:2015年1月8日
【发明者】江兴方, 李鑫路, 孔祥敏 申请人:常州大学