实验十五成像法研究牛顿环与图像处理 “牛顿环”是一种分振幅等厚干涉现象，是光的波动性的一种表现.“牛顿环”在光学 加工中有广泛的应用，例如，利用它可精确地检验光学元件表面的质量，并测试压力与形 变的关系等， 成像法在非接触测量领域发展迅速.利用图像传感器成像牛顿环来观察拍摄牛顿环图 像，具有直观，精确度高，图像可保存等优点， 【实验目的】 1.学习光的干涉原理，分别利用透射光路和反射光路研究光的等厚干涉现象，拍摄 清晰的牛顿环图像； 2.了解光学成像法的工作原理，利用干涉现象测量平凸透镜的曲率半径； 3.学习图像处理的方法，学习拍摄软件和图像处理软件的使用； 4.探究各种光源的千涉效果。 【实验原理】 1.牛顿环 牛顿环本质上属于等厚干涉由一块曲率 半径较大的平凸透镜放在光学平板玻璃上构 成，平板玻璃表面与凸透镜球面之间形成 楔形的空气间隙当用单色光照射牛顿环仪 时，在球面与平玻璃接触点周围就形成了同 心圆干涉环一牛顿环我们可以用透、反射光 路来观察这些干涉环，由于空气隙边界表面 是弯曲的，干涉环之间的间距是不等的如果 A 用扩展面光源照射，则干涉是定域的实验中 通常用钠灯作为单色扩展面光源，所以牛顿 图1光通过空气楔的光路图 环属于定域等厚干涉图像 在图1中，一束光T从右面照在距离为d的空气楔处部分光T:在气楔的右面边界反 射回去.部分光T2通过气楔在气楔的左面边界有部分光T3反射回去，由于此处是从折射 率大的平玻璃面反射，所以包含一个相位变化（即半波损失）部分光T4从气楔右边界反 射回来，也有一个半波损失 9797 实验十五 成像法研究牛顿环与图像处理 “牛顿环”是一种分振幅等厚干涉现象，是光的波动性的一种表现．“牛顿环”在光学 加工中有广泛的应用，例如，利用它可精确地检验光学元件表面的质量，并测试压力与形 变的关系等． 成像法在非接触测量领域发展迅速．利用图像传感器成像牛顿环来观察拍摄牛顿环图 像，具有直观，精确度高，图像可保存等优点． 【实验目的】 1． 学习光的干涉原理，分别利用透射光路和反射光路研究光的等厚干涉现象，拍摄 清晰的牛顿环图像； 2． 了解光学成像法的工作原理，利用干涉现象测量平凸透镜的曲率半径； 3． 学习图像处理的方法，学习拍摄软件和图像处理软件的使用； 4． 探究各种光源的干涉效果． 【实验原理】 1. 牛顿环 牛顿环本质上属于等厚干涉.由一块曲率 半径较大的平凸透镜放在光学平板玻璃上构 成，平板玻璃表面与凸透镜球面之间形成一 楔形的空气间隙.当用单色光照射牛顿环仪 时，在球面与平玻璃接触点周围就形成了同 心圆干涉环—牛顿环.我们可以用透、反射光 路来观察这些干涉环，由于空气隙边界表面 是弯曲的，干涉环之间的间距是不等的.如果 用扩展面光源照射，则干涉是定域的.实验中 通常用钠灯作为单色扩展面光源，所以牛顿 环属于定域等厚干涉图像. 在图 1 中，一束光 T 从右面照在距离为 d 的空气楔处.部分光 T1在气楔的右面边界反 射回去．部分光 T2 通过气楔.在气楔的左面边界有部分光 T3反射回去，由于此处是从折射 率大的平玻璃面反射，所以包含一个相位变化（即半波损失）.部分光 T4 从气楔右边界反 射回来，也有一个半波损失. 图 1 光通过空气楔的光路图