实验概述

光的等厚干涉是波动光学中验证光波动性的重要实验，典型装置牛顿环与劈尖生动展示了“厚度相同处形成同一干涉条纹”的物理规律。本实验装置采用开放式架构，所有光学镜片（平凸透镜、平凹透镜、平板玻璃、劈尖等）均可直接观察与调节，便于学生理解干涉光路与元件位置。装置提供测微目镜与CMOS相机两种读数方式，既保留传统手动读数训练，又支持数字化图像采集与分析。配套多种光源（钠灯、汞灯等），可开展从基础验证到探究性实验的多层次教学。

实验内容

• 基础内容——测定平凸球面透镜的曲率半径

• 提升内容——用劈尖干涉测量细丝直径

• 进阶内容——测定平凹球面透镜的曲率半径

• 高阶内容——多波长测量与透射/反射牛顿环观察

产品特点

开放式架构，原理直观

所有镜片（平凸、平凹、平板玻璃）均安装在可调镜架上，光路透明，学生能直接看到干涉形成的空气层位置与形状，避免了“黑箱实验”的弊端，便于理解等厚干涉的形成条件。

双读数模式，兼容传统与数字

传统模式：配备高精度测微目镜（10×，最小刻度0.01mm），训练学生手动调焦与读数能力。

数字模式：可选配CMOS电子目镜，连接电脑实时采集干涉图像，通过软件自动测量环径、计算曲率半径，提升实验效率。

多光源支持，探究内容丰富

标配钠光灯（589.3nm），并提供绿光、紫光等可选光源。学生可定量测量不同波长下的干涉条纹，验证波长与环径平方的线性关系，理解色散对干涉的影响。

四阶实验梯度，满足分层教学

从基础（平凸透镜曲率半径）到提升（劈尖测细丝）、进阶（平凹透镜）、高阶（多波长/透射反射）完整覆盖，满足不同学时与能力层次的教学需求。

分立器件，拓展性强

除牛顿环仪、劈尖组件外，配备多种独立镜片等。学生可自行设计光路，如观察透射牛顿环、组装迈克耳孙干涉仪初阶光路，培养创新与动手能力。

实验数据

图1 绿光牛顿环干涉条纹

图2 复合光牛顿环干涉条纹

图3 测微目镜上观察到的黄光牛顿环干涉条纹

图4   用CMOS电子目镜观察到的黄光牛顿环干涉条纹

选型指引

数字化实验

标准版与增强版支持将测微目镜替换为CMOS电子目镜，连接至电脑。配套图像分析软件可实现：

• 实时显示牛顿环/劈尖干涉图样

• 沿任意截面绘制光强分布曲线

• 自动识别暗环中心，计算直径并代入公式

• 一键生成实验报告（含原始数据、计算过程、不确定度）

数字化实验必配件