《光电传感与系统》实验教学大纲.pdf

光电传感与系统实验 实验 1 透镜的 FT 性质及图形的光学频谱分析 一．实验目的 1. 了解透镜对入射波前的相位调制原理； 2. 加深对透镜复振幅传递函数透过率物理意义的认识； 3.应用光学频谱分析系统观察常见图形的傅里叶（FT）频谱,加深空间频率域的概念。 二. 实验仪器设备 CSYGLJT1 激光多功能光电测量综合试验仪。 三. 实验要求 1. 预习教材中的相关内容。 2. 阅读并熟悉本次实验的内容。 3. 设计并正确连接电路。 4. 测量并记录实验数据。 5. 实验结束将仪器归位。 四. 实验任务 透镜由于本身厚度变化，使得入射光在通过透镜时，各处走过的光程不同，即所受时间 延迟不同，因而具有位相调制能力，图 1-1 为简化分析，假设 任意点入射的光线在透镜中的传播距离等于该点沿光轴方向 透镜的厚度，并忽略光强损失，即通过透镜的光波振幅分布不 变，仅产生大小正比于透镜各点厚度的位相变化，透镜传递函 数记为： t ( x= , y ) exp[ jΦ ( x, y )] （1-1） Φ ( x, y ) = kL( x, y ) 图 1-1 透镜 FT 简化分析 L( x, y ) :：表示光程 MN。 L( x,= y ) nD( x, y ) + [ D0 − D( x, y )] （1-2） D0：透镜中心厚度。 D：透镜厚度。 1 n：透镜折射率。 可见只要知道透镜厚度函数 D（x,y）可得出其位相调制，在球面透镜傍轴区域，用抛 物面近似球面，可得到球面透镜的厚度函数： 1 1 1 D ( x, y ) = D0 − ( x 2 + y 2 )( − ) R1 R2 2 （1-3） R1，R2：构成透镜的两个球面的曲率半径。 1 1 1 t= ( x, y ) exp( jknD0 ) ⋅ exp[− jk (n − 1) ( x 2 + y 2 )( − ) R1 R2 2 （1-4） 1 1 1 = (n − 1)( − ) f R1 R2 代入（18-4）得： 引入焦距 f，其定义式为 t= ( x, y ) exp( jknD0 ) ⋅ exp[− j k ( x 2 + y 2 )] 2f 此即透镜位相调制的表达式。第一项位相因子仅表示透镜对于入射光波的常量位相延 迟，不影响位相的空间分布，即波面形状。第二项起调制作用的因子，它表明光波通过透镜 时的位相延迟与该点到透镜中心的距离平方成正比。而且与透镜的焦距有关。其物理意义在 于，当入射光波 ui ( x, y ) = 1 时，略去透镜的常量值相位延迟后，紧靠透镜之后的平面上复 振幅分布为 u ( x, y ) = u ( x, y ) * t ( x, y ) = exp[− j k ( x 2 + y 2 )] 2f 傍轴近似下，这是一个球面波，对于正透镜 f>0,这是一个向透镜后方距离 f 处的 F 会 聚的球面波。对于负透镜 f〈0，这是一个由透镜前方距离|f|处的虚焦点 F 发散的球面波。 exp[− j 可见波面的变化。正是透镜具有 k ( x 2 + y 2 )] 2f 的位相因子。当然，在非傍轴近似条 件下，会有波像差。考虑透镜孔径后， t ( x, y ) = exp[− j k ( x 2 + y 2 )] ⋅ p ( x, y ) 2f 1孔径内 p ( x, y ) =  0其它 p(x,y)为透镜的光瞳函数 实验内容 2 1. 摆放实验光路，如图 1-2 所示。 图 1-2 实验光路 2. 扩束。 3. 在试件夹 16 中装入任一件 FT 试件。 4. 在 FT 透镜 17 的焦面附近移动 CCD22，使成像清晰，锁定 22。 5. 切换 FT 试件（微孔系列，□孔形波片，网状波片或光栅波片） ，观测频谱，记录频 谱图。 五. 实验报告 1．记录数据并进行数据处理。 实验 2 阿贝成像原理和空间滤波 一．实验目的 1. 通过实验，加强对傅里叶光学中有关空间频率、空间频谱和空间滤波等概念的理解。 2. 熟悉空间滤波的光路及进行高通、低通和方向滤波的方法。 二. 实验仪器设备 He-Ne 激光器 L、激光器架（SZ-42） 、扩束器 L1（ 准直透镜 L2（ f ' = 6.2mm或15mm ）、二维架（SZ-07）、 f ' = 190mm ）、光栅（20L/mm）、干板架（SZ-12）、变换透镜 L3（ f ' = 225mm ）、 3 白屏（SZ-13） 、升降调节座（SZ-03） 、三维平移底座 （SZ-01） 、二维平移底座（SZ-02） 。 三. 实验要求 1. 预习教材中的相关内容。 2. 阅读并熟悉本次实验的内容。 3. 设计并正确连接电路。 4. 测量并记录实验数据。 5. 实验结束将仪器归位。 四. 实验任务 阿贝所提出的成像原理以及随后的阿—波特实验在傅里叶光学早期发展历史上具有重 要的地位。这些实验简单而且漂亮，对相干光成像的机理、对频谱的分析和综合的原理做出 了深刻的解释。同时，这种用简单模板做滤波的方法，直到今天，在图像处理中仍然有广泛 的应用价值。 阿贝认为在相干平行光照射下，成像过程可分为两个步骤。第一个步骤是通过物的衍射 在物镜后焦面上形成一个初级干涉图； 第二个步骤则为物镜后焦面上的初级干涉图复合为 像。这就是通常所说的阿贝成像原理。 成像的这两个步骤本质上就是两次傅里叶变换。如果物的复振幅分布是 以证明在物镜的后焦面 令 (x f , y f ) 上的复振幅分布是 g ( x0 , y0 ) ，可 g ( x0 , y0 ) 的傅里叶变换 G ( x f , y f )（只要 f x = x ' λ F ， f y = y ' λ F ： λ 为光的波长， f 为物镜焦距） 。所以第一个步骤起的 作用就是把光场分布变为空间频率分布。而第二个步骤则是又一次傅里叶变换将 G( x f , y f ) 又还原到空间分布。 图 2-1 显示了成像的这两个步骤。如果以一个光栅作为物。平行光照在光栅上，经衍射 分解成为不同方向传播的多束平行光（每一束平行光相应于一定的空间频率） 。经过物镜分 别聚焦在后焦面上形成点阵。然后，代表不同空间频率的光束又重新在像平面上复合而成像。 图 2-1 阿贝成像原理图 4 如果这两次傅氏变换完全是理想的，信息在变换过程中没有损失，则像和物完全相似。 但由于透镜的孔径是有限的，总有一部分衍射角度较大的高次成分（高频信息）不能进入物 镜而被丢弃了。所以物所包含的超过一定空间频率的成分就不能包含在像上。高频信息主要 反映物的细节。如果高频信息没有到达像平面，则无论成像透镜有多大的放大倍数，也不能 在像平面上分辨这些细节，特别当场的结构非常精细（例如很密的光栅） ，或物镜的孔径 非常小时，有可能只有 0 级衍射（直流成分）能通过，则在像平面上只有光斑而完全不能 形成图像。 根据上面讨论， 我们可以看到物镜的孔径实际上起了高频滤波 （即低通滤波）的作用。 这就启示我们，如果在焦平面上人为地插上一些滤波器（吸收板或移像板）以改变焦平面上 的光振幅和位相。就可以根据需要改变像平面上的频谱。这就是空间滤波。最简单的滤波器 就是一些特殊形状的光阑。将这种光阑放在频谱面上，使一部分频率分量能通过，而挡住其 它的频率分量，从而使像平面上的图像中的一部分频率分量得到相对加强。下面介绍几种常 用的滤波方法： 1．低通滤波 滤去高频成分，保留低频成分。由于低频成分集中在频谱面的光轴附近，高频成分则落 在远离光轴的地方。故低通滤波器就是一个圆形光孔，图像的精细结构及突变部分主要由高 频成分起作用，故经低通滤波后图像的精细结构消失，黑白突变处变模糊。 2．高通滤波 滤去低频成分，保留高频成分。而让高频部分通过。高频信息反映了图像的突变部分。 如果所处理的图像由透明和不透明部分组成，则经过高通滤波的处理，图像的轮廓（及相应 于物的透光和不透光的交界处）应显得特别明显。 3．方向滤波 滤波器可以是一个狭缝，如果将狭缝放在沿水平方向，则只有水平方向的衍射的物面信 息能通过。在像平面上就突出了垂直方向的线条。方向滤波器有时也可制成扇形。 实验内容 1、调节光路 实验基本光路如图 2-2 所示。由透镜 L1 和 L2 组成氦氖激光器的扩束器（相当于倒置的 望远镜系统） ，以获得较大界面的平行光束。L3 做成像透镜。像平面上可以用白屏或毛玻璃 屏。 5 L3 F3 F1 F2 像面 图 2-2 实验基本光路图 2、调节步骤： （1）调激光管的俯仰角和转角，使光束平行于光学平台水平面。 （2）加上 L1 和 L2，调共轴和相对位置，使通过该系统的光束为平行光束（可用直尺 检查） 。 （3）加上物（带交叉栅格的“光”字）和透镜 L3，调共轴和 L3 的位置，在 3-4m 以为 的光屏上找到清晰的像之后，定下物和 L3 的位置（此时物位接近 L3 的前焦面）。 3、观察以为光栅的频谱 （1）在物平面是上置换以为光栅，用纸屏（夹紧白纸的纸夹架 SZ-50）在 L3 的后焦面 附近缓慢移动，确定频谱光点最清晰的位置，锁定纸屏座。 （2）用大头针扎透 0 级和 ±1 ， ±2 …级衍射光点的中心，然后关闭激光器，用读数显 微镜测量各级光点与 0 级光点间的距离 求出响应各空间频率 ± x1' ， ± x2' …，利用式 f x = x ' λ F ， f y = y ' λ F ， f x1 ， f x 2 …，并由基频 f x1 = 1 d 光栅常量 d。 4、阿贝成像原理实验 移开上一步使用的纸屏和读数显微镜。把一个可变的频谱光阑（SZ-39）放在频谱面上， 按图 2-3 的 b、c、d、e 所示，先后挡住频谱的不同部位，分别观察并记录像面上成像的特 点及条纹间距（特别注意 d 和 e 两种条件下成像的差异） ，试作简要的解释。 6 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 a b c d e 图 2-3 阿贝波特滤波实验 5、方向滤波 （1）将一维光栅换成二维正交光栅，在频谱面观察这种光栅的频谱。从像面上观察它 的放大像，并测出栅格间距。 （2）在频谱面上安置一个可转动的狭缝光阑（SZ-40） ，先后只让含零级的垂直、水平 与光轴成 45 度角的一排光点通过，观察并记录像面上图像的变化，测量像中栅格的间距并 作简要解释。 6、低通和高通滤波 （1）将一个网格字屏（透明的“光”字内有叠加的网格）放在物平面上，从像平面接 收放大像。字内网格可用周期性空间函数表示，它的频谱是有规律排列的分立点阵，而字形 是非周期性的低频信号，它的频谱是连续的。 把一个可变圆孔光阑放在频谱面上，使圆孔由大变小，直到像面网格消失为止。字形仍 然存在。试作简单解释。 （2）高通滤波 将一个透明十字屏放在物平面上，从像平面观察放大像。然后在频谱面上置一圆屏光阑，挡 住频谱面的中部，再观察和记录像面变化。 五. 实验报告 1．记录数据并进行数据处理。 实验 3 4f 光学系统 FT 及 IFT 系统 一．实验目的 1. 进一步掌握透镜的 FT 性质，学习 FT 光路的原理； 7 2. 应用 4f 光学 FT 系统观察常见图样的反傅氏变换（IFT）图像，并与 FT 频谱和试件图 样比较； 3.观察渐晕效应。 二. 实验仪器设备 CSYGLJT1 激光多功能光电测量综合试验仪。 三. 实验要求 1. 预习教材中的相关内容。 2. 阅读并熟悉本次实验的内容。 3. 设计并正确连接电路。 4. 测量并记录实验数据。 5. 实验结束将仪器归位。 四. 实验任务 透镜之所以能够做 FT，根本原因在于透镜的二次位相因子对入射波前起到位相调制作 用。若以透镜后焦面为观察平面，物体相对于会聚透镜 d 0 发生变化时，可以研究透镜的 FT 性质。 图 3-1 表示物体紧靠透镜放置 FT 光路，物体指 透射型薄平面试片。采用振幅 A 的单色平面波照明， 为求出透镜后焦面上的光强分布 Uf，须逐面求出透 镜前后平面光场分布 Ul、Ul'（l 指 lens）设物体的 图 3-1 物体紧靠透镜放置 FT 光路 复振幅透过率 t ( x, y ) ，则有 U l ( x, y )= A ⋅ t ( x, y ) (3-1) 不计透镜孔径作用，透镜的复振幅透过率 tl ( x , y ) = exp[− j k ( x 2 + y 2 )] 2f U= 'l ( x, y ) U l ( x, y ) ⋅ tl ( x, y ) (3-2) (3-3) 光波从透镜传播 f 距离后，根据菲涅尔衍射公式 U f (x f , y f ) = 1 jπ f exp[ j k k ( x 2f + x 2f ) × ℑ{U l' ( x, y ) exp[ j ( x 2 + y 2 )]} 2f 2f (3-4) 8 fx = 式中 xf xf ， fy = xy xf ，不计常量相位因子 将（3-1） 、 （3-2） 、 （3-4）代入（3-3） ，得 A = u f (x f .y f ) 式中 exp[ j jλ f xf yf k ( x 2f + y 2f )] ⋅ T ( , ) λf λf 2f （3-5） T ( f x , f y ) = ℑ{ f ( x, y )} 式（3-5）表明，透镜后焦面上的光场分布正比于物体的 FT，其频率取值与后焦面坐标， fx = 其值是 xf xf ， fy = yf xf 。 exp[ j 当然，由于变换式前存在位相因子 k ( x 2f + y 2f )] 2f ，后焦面上的位相分布与物体 频谱的位相分布并不等同。但对光强响应型光电转换显示器件及目视效果来说，这一位相弯 曲 并 无 I f (x f , y f ) ( = 影 响 ， 所 A 2 xf yf 2 ) T( ⋅ ) λf λf λf 以 的物理 意义在于其后焦面上光强分布，恰恰是物 体的功率谱。 图 3-2 透镜 FT 光路 图 3-2 表示物体放置在透镜前方 d0 距离，可推得 U= f (x f , y f ) A jλ f exp[ j xf yf d k (1 − 0 )( x 2f + y 2f )] ⋅ T ( , ) f 2f λf λf (3-6) 可见后焦面上的复振幅分布仍然正比于物体的 FT。而变换式前面的二次位相因子使物 体频谱产生一个位相弯曲。当 d0=0 时，公式(3-6)与图 3-1 情况完全一致;当 d0=f 时，公 U f (x f , y f ) = 式(3-6)变为 A jλ f T( xf , yf ) λ f λ f 。此时，位相弯曲效应消失，后焦面上光场分 布是物体准确的 FT。这正是我们所用的 FT 运算光路。 物体放置在透镜后方，后焦面上仍然得到物体的 FT（相差一个二次位相因子） 。当 d=f 时，即物体紧靠透镜后表面时，与紧靠透镜前方放置效果一样。 T( 若需要对所得的物体频谱 xf , yf ) λ f λ f 利用透镜再作一次变换，例如物体频谱位于透镜 9 前焦面，观察平面选在透镜后焦面，即 x ' y ' 平面。透镜的焦距不变。略去常系数，可以得 到 U ( x ', y ') = ∫∫ T ( xf , yf λf λf ) exp[− j 2π ( x x '+ y f y ']dx f dy f = Ct (− x ', − y ') λf f (3-7) 式中，C 为常数。于是连续两次变换的结果是在空间域还原一个物体，它是原物体的一 个倒像。如果采用反射坐标系，即令 x”=-x,y”=-y，则 U ( x '', y '') = Ct ( x '', y '') (3-8) 此时，透镜的作用可看作是实现了对物体频谱的傅里叶反变换（IFT） 。 必须指出的是，当点光源位于有限距离，即采用球面波照明方式，透镜仍然可起 FT 作 用，频谱面位于光源的像面位置，而不再是后焦面上。另外，透镜孔径对 FT 变换有影响。 实质原因是对参与变换的频率成分有滤波作用，同低频，阻高频，产生渐晕效应。 ，孔径越 大，越靠近物体，渐晕效应越小。 实验步骤如下： 图 3-3 实验光路 1. 摆放实验光路，如图 3-3 所示。 2. 扩束。 3. 在试件夹 16 中装入任一件 FT 试件。 4. 在 FT 透镜 26 的焦面附近移动 CCD，使成像清晰，锁定 22，同时锁定 17 。 5. 在试件夹 25 上图像处理试片（IFT 不需装试片），微调 FT 透镜 17，观测计算机上 IFT 图像和图像处理效果。 10 6. 切换图像处理试件，观测计算机上不同的图像处理效果。 7. 记录 IFT 图像，结合实验结果，整理出试件图样、FT 图、IFT 图、滤波等处理效果 图。 五. 实验报告 1． 记录数据并进行数据处理。 实验 4 用干涉法测定空气折射率 一．实验目的 1. 了解迈克尔逊干涉仪的原理结构，学习其调节和使用方法； 2.学会按一定的原理自行组装仪器的技能及调节光路的方法； 3.学习用干涉法测空气的折射率。 二. 实验仪器设备 He-Ne 激光器 L、 激光器架（SZ-42） 、 二维调节架 （SZ-07） 、 扩束器 BE、 升降调节座 （SZ-03） 、 三维平移底座 （SZ-01） 、普通底座（SZ-04）、干板架（SZ-12） 、气室（AR） 、二维调节架（SZ-3） 、 二维平移底座（SZ-02） 、平面镜 M1、平面镜 M2。 三. 实验要求 1. 预习教材中的相关内容。 2. 阅读并熟悉本次实验的内容。 3. 设计并正确连接电路。 4. 测量并记录实验数据。 5. 实验结束将仪器归位。 四. 实验任务 1、迈克尔逊干涉仪原理 11 迈克尔逊干涉仪的工作原理如图 4-1 所示，M1、M2 为两垂直放置的平面反射镜，分光 板与 M1 和 M2 的夹角均为 45 度。分光板上涂有半透明、半反射膜，能够将入射光分成振幅 几乎相等的反射光 1'、透射光 2'，1'光经 M1 反射后由原路返回再次穿过分光板 P1 后成为 1"光，到达观察点 E 处；2'光到达 M2 后被 M2 反射后按原路返回，在 P1 的第二面上形成 2" 光，也被返回到观察点 E 处。由于 1 '、2'光均来自同一光源 S，在到达 P1 后被分成 1'、 2'两光，所以两光是相干光。 图 4-1 迈克尔逊干涉仪工作原理图 总上所述，光线 2"是在分光板 P1 的第二面反射得到的，这样使 M2 在 M1 的附近（上部 或下部）形成一个平行于 M1 的虚像 M2＇ ，因而，在迈克尔逊干涉仪中，自 M1、M2 的反射相 当于自 M1、M2＇的反射。也就是，在迈克尔逊干涉仪中产生的干涉相当于厚度为 d 的空气 薄膜所产生的干涉，可以等效为距离为 2d 的两个虚光源 S1 和 S2＇发出的相干光束。即 M1 和 M2＇反射的两束光程差为： δ = 2nPM 1 1 − 2nPM 1 2 = 2dn cos i k λ亮 （k 1, 2,3...) δ 2= dn cos i  = = （ k + 1 2)λ暗  两束相干光明暗条件为 (4-1) （4-2） 式中 i 为反射光 1′在平面反射镜 M1 上的反射角，λ 为激光的波长，n 为空气薄膜的折射率， d 为薄膜厚度。可见，当两束光中某一束光的光程改变 λ 时，就有一个条纹“涌出”或“陷 入”。 2、测空气折射率的光路设计 12 1：He‐Ne 激光器 L；2：普通底座（SZ‐04） ；3：二维调节架（SZ‐07） 4：扩束器 E 7：分束器 S 5：升降调节底座（SZ‐03） 6：三维平移底座（SZ‐01） 8：普通底座（SZ‐04） 10：干版架（SZ‐12） 11：气室 AR 9：白屏 H 12：光栅转台（SZ‐10） 13：二维平移底座（SZ‐02） 14：二维调节架（SZ‐07） 15：平面镜 M1 16：二维平移底座（SZ‐02） 17：二维平移底座（SZ‐02） 18：平面镜 M2 19：二维调节架（SZ‐07） 20：二维调节架（SZ‐07） 4-2 实验光路图 用一片光束分离板 G 和两片前表面反射镜 M1、M2 在光学防震平台上组成迈克尔逊干涉 仪光路，如图 4-2 所示，在干涉仪的一臂上放一个气室。气室是一段玻璃管，两端磨平并用 两块平行平板玻璃密封。它有两个端口，一个接气压表，一个接打气球，打气球有一个放气 阀门。 由氦氖激光器发出的光（波长为 632.8nm）经镜 M 反射至分光板 G，被分为①和②两束。 这两束光分别被镜子 M1 和 M2 反射后回到 G 处相遇，在光屏上接收到两光束会合后的叠加光 波。由于激光束通过扩束镜已经发散，从屏上可以观察到较大的等倾干涉圆环。 如果气室内空气的压力 p 改变，相应折射率 n 改变了，则上述干涉光路将增加光程差， 这一光程差变化将引起干涉条纹 N 个环的变化（即有 N 个干涉环从中心冒出来或缩进去） 。 设气室内空气柱的长度为 l，则有 δ =2∆nl =N λ （4-3） 13 ∆n =N λ 2l 即 （4-4） 若将气室抽真空（室内压强近视于零，折射率 n=1） ，再向室内缓慢充气，同时计数干 涉环变化数 N，由公式（4-4）可计算出不同压强下折射率的改变值 n，则相应压强下空气 折射率 n = 1 + ∆n （4-5） 若采取打气的方法增加气室内的粒子（分子和原子）数量，根据气体折射率的改变量 与单位体积内粒子数改变量成正比的规律，可求出相当于标准状态下的空气折射率 n0。对 于确定成分的干燥空气来说，单位体积内的粒子数与密度 ρ 成正比，于是有 n −1 ρ = n0 − 1 ρ0 式中， （4-6） ρ0 是空气在热力学标准状态（ T0 = 273K , p0 = 101325Pa ）下的密度； n0 是在相 应状态下的折射率； n 和 ρ 是相对于任意温度 T 和压强 p 下的折射率和密度。联系理想气 体的状态方程，有 ρ ρ0 = pT0 n − 1 = p0T n0 − 1 （4-7） 如果实验时温度 T 不变，对上式求压强 p 的变化所引起的折射率 n 的变化，则有 ∆ = n n0 − 1 T0 ⋅ ∆p p0 T （4-8） = T T0 (1 + at )（其中 a 是空气的线膨胀系数，1 273 = 0.00367 , t 是摄氏温度， 考虑到 即室温），代入式（4-8）得 n − 1 ∆p ∆n = 0 p0 (1 + at ) （4-9） ∆n ∆p （4-10） 于是 n0 = 1 + p0 (1 + at ) 将式（4-4）代入（4-10）得 n0 = 1 + p0 (1 + at ) λ N ⋅ 2l ∆p （4-11） 14 N p 测出若干不同的 ∆p 所对应的干涉环变化数 N , N- ∆p 关系曲线的斜率即为 ∆p 。 0 和 a 为已知，t 见温度计显示， λ 和 l 为已知，代入式（4-11）即可求得相当于热力学标准状 态下的空气折射率。 根据式（4-7）求得 p0 代入式（4-8），经整理，并联系式（4-4） ，即可得 n= 1+ Nλ p ⋅ 2l ∆p （4-12） 实验步骤如下： （1）将各光学元件固定在相应的支架上，夹好、靠拢，调等高。 注意：各光学元件的高度通过目测调节好后，在固定前同时应确保各光学元件与相应光 学底座的某一边保持平行，便于调节光路。 （2）按光路图自组迈克尔逊干涉仪，进行调节白屏上就会出现等倾干涉圆环。 （3）取走扩束镜，在其中一条光路上放置气室，微调气室支架上的倾角螺丝，使透射 激光从气室的前后两个光学表面中心通过。左右移动反射镜，使经过气室的透射激光照射到 反射镜的正中心。固定气室。 （4）加入扩束镜，白屏上就会出现等倾干涉圆环。 注意：如果干涉圆环过小或看不见条纹，可以调节一下两支路的光程差，不能过大或相 等。 （5）用打气囊向气室内充气，观察气压计读数与干涉圆环变化的现象。 （6）紧握打气囊反复向气室充气，至气压计满量程为止，记下 p。缓慢松开气阀放气， 同时默数干涉圆环变化数 N，至气压计表针回零。本实验应重复多次测量。同时记下实验环 境的温度、压强，并用游标卡尺量出气室长度。 n= 1+ （7）数据处理：由 Nλ p ⋅ 2l ∆p 计算出实验环境的空气折射率。根据空气在常温下的经 2.8793 p n理想 = 1+ ×10−9 1 + 0.00367lt ,计算出实验环境空气折射率的理论值，并与计算值比 验公式 较。 五. 实验报告 15 1． 记录数据并进行数据处理。 2. 为什么两平面镜要相互垂直，不垂直将产生什么情况？ 3.干涉条纹太密怎么办，为什么？ 4.是否可以用来测光波的波长和波长差，请说明原理和测量过程。 16