发布时间 : 星期一 文章毕业设计论文 - -光学干涉实验的计算机仿真 - 图文更新完毕开始阅读01a615fbaff8941ea76e58fafab069dc502247f2
天津职业技术师范大学2013届本科生毕业设计
如图5-2，是牛顿环的实验装置。膜的厚度e,当垂直入射的单色平行光透过平凸透镜后,在空气层的上、下表面发生反射形成两束向上的相干光。这两束相干光在平凸透镜下表面相遇而发生干涉!这两束相干光的光程差为：
??2e??02 （5-3）
图5-2牛顿环装置
干涉环半径r与透镜R的关系为：
r2?R2?(R?e)2?2Re?e2 2因为R>>e,可略去e，可得：
r2?2Re 则两束相干光的相位差为：
???2??? 牛顿环的仿真程序如下： 写成程序如下： clear; xmax=1.5; ymax=1.5;
Lamd=452.2e-006; %入射光的波长 R=500; %曲率半径
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（5-4）
（5-5）
（5-6）
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n=1.0; %折射率 N=150;
x=linspace(-xmax,xmax,N); y=linspace(-ymax,ymax,N); for i=1:N for j=1:N
r(i,j)=sqrt(x(i)*x(i)+y(j)*y(j));
B(i,j)=cos(pi*(r(i,j)^1/R+Lamd/2)/Lamd).^2; end end
Nclevels=255; Br=2.5*B*Nclevels; image(x,y,Br);
colormap(gray(Nclevels));
设定不同的参数，仿真程序运行，得到如下结果：
（1）其他的参数一定，设定波长分别为452.2nm和632.8nm时的牛顿环干涉图样（如图5-9和图5-10）。.
图5-3 波长为452.2nm时的牛顿环
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图5-4 波长为632.8nm时的牛顿环
（2）波长一定（均为632.8nm）时，改变曲率半径的大小，观察牛顿环的干涉图样： 下面图5-11和图5-12分别为曲率半径等于500、800时的牛顿环干涉图样
图5-5曲率半径等于500时的牛顿环干涉图样
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图5-6曲率半径为800时的牛顿环干涉图样
通过改变输入参数（例如：空气薄层厚度、平凸透镜半径等），来观察牛顿环干涉条纹图样。可得到光程差仅与形成牛顿环处空气薄层得厚度有关，即厚度相同的地方干涉条纹相同；且牛顿环的半径与平凸透镜的曲率半径成正比变化。
图
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