牛頓環(huán)等厚干涉標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、學(xué)生姓名：學(xué) 號：指導(dǎo)教師:實(shí)驗(yàn)時(shí)間:實(shí)驗(yàn)地點(diǎn): 一、實(shí)驗(yàn)室名稱:、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱：牛頓環(huán)測曲面半徑和劈尖干涉 三、實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí): 四、實(shí)驗(yàn)原理: 1、等厚干涉 如圖1所示，在C點(diǎn)產(chǎn)生干涉，光線11和22的光程差為 占2d+ ”2式中X/2是因?yàn)楣庥晒馐杳劫|(zhì)入射到光密媒質(zhì)上反射時(shí)，有一相位突變引起的附加光程差。當(dāng)光程差占2d+ ”2=(2k+1) ”2,即d=k ”2時(shí)產(chǎn)生暗條紋；當(dāng)光程差占2d+ X2=2k ”2,即d=(k 1/2) ”2時(shí) 產(chǎn)生明條紋;圖1因此,在空氣薄膜厚度相同處產(chǎn)生同一級的干涉條紋，叫等厚干涉條紋。2、用牛頓環(huán)測透鏡的曲率半徑 將一個(gè)曲率半徑較大的平凸透鏡的凸面置于一塊光學(xué)

2、平板玻璃上則可組成牛 頓環(huán)裝置。如圖2所示這兩束反射光在AOB表面上的某一點(diǎn)E相遇，從而產(chǎn)生E點(diǎn)的干涉。由于AOB表面是球面，所產(chǎn)生的條紋是明暗相間的圓環(huán)，所以稱為牛頓環(huán)，如圖 3所示。牛頓環(huán)B圖2dL將兩塊光學(xué)平玻璃重疊在一起，在一端插入一薄紙片，則在兩玻璃板間形成一空氣劈尖，如圖4所示。K級干涉暗條紋對應(yīng)的薄膜厚度為 d=k 2k=0時(shí),d=0,即在兩玻璃板接觸處為零級暗條紋；若在薄紙?zhí)幊尸F(xiàn)k=N級條紋，則 薄紙片厚度為dN 2 若劈尖總長為L,再測出相鄰兩條紋之間的距離為 X,則暗條紋總數(shù)為N=L/x,即dL 2 。五、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 深入理解光的等厚干涉及其應(yīng)用，學(xué)會使用移測顯微鏡六、實(shí)驗(yàn)

3、內(nèi)容：1、用牛頓環(huán)測透鏡的曲率半徑2、用劈尖干涉法測薄紙片的厚度七、實(shí)驗(yàn)器材（設(shè)備、元器件）：牛頓環(huán)裝置，移測顯微鏡，兩塊光學(xué)平玻璃板，薄紙片，鈉光燈及電源八、實(shí)驗(yàn)步驟：1.用牛頓環(huán)測透鏡的曲率半徑（1 ）在日光下，用手輕調(diào)牛頓環(huán)儀上的三個(gè)螺釘，使牛頓環(huán)位于其中心。螺 釘不要調(diào)得太緊（會壓壞玻璃），也不要調(diào)得太松（牛頓環(huán)不穩(wěn)定，容易移動(dòng)， 無法準(zhǔn)確進(jìn)行測量）。此時(shí)用肉眼可以看到很小的彩色牛頓環(huán)。（2 ）接通鈉光燈電源，將牛頓環(huán)儀放在移測顯微鏡的載物臺上，仔細(xì)調(diào)節(jié)移 測顯微鏡，當(dāng)出現(xiàn)清晰的牛頓環(huán)后，應(yīng)左右移動(dòng)鏡筒，以便在讀數(shù)范圍內(nèi)的牛 頓環(huán)都清晰可測。（3）首先找到牛頓環(huán)的中心環(huán)，然后由中心環(huán)開

4、始向一側(cè)移動(dòng)顯微鏡，同時(shí) 數(shù)出叉絲掃過的環(huán)數(shù)達(dá)到某一環(huán)（如第 25環(huán)）后，再回轉(zhuǎn)數(shù)環(huán)（5環(huán)以上， 以便消除空轉(zhuǎn)誤差），此時(shí)即可開始測量，將顯微鏡沿一個(gè)方向移動(dòng)，測出所 有需測數(shù)據(jù)并記錄.2 .用劈尖干涉法測薄片的厚度（1 ）檢查平行平面玻璃板上是否有灰塵、 指紋，必要時(shí)可以用擦鏡紙擦干凈。（2 ）把一側(cè)夾有待測薄片或細(xì)絲的兩塊玻璃板放在移測顯微鏡的載物臺上， 調(diào)整顯微鏡，使視場中出現(xiàn)一系列清晰的明暗直條紋。 讀數(shù)時(shí)要保證整個(gè)劈尖 位于顯微鏡移測范圍之內(nèi)。（3）首先測出劈尖長L,然后測量20個(gè)暗條紋的間距，最后計(jì)算出即可由式dL 2 算出被測量。九、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果分析：1 數(shù)據(jù)記錄表格牛頓環(huán)編號

5、 N003環(huán)的級數(shù)m2019181716平Dm-Dn4(m38.66. X10-6 / 4 X10X590 X10-9 =1.638(m)s(2Dm-D2)(Dm 一D n )(Dm -D2)i -Dm -Dn5(5 _1)=0.065mm 2-J3 = 0.003 mm 2=0.260 mm 213.4513.3613.2713.1713.09均環(huán)的位置(mm )左00624右4.3494.4404.5324.6314.724環(huán)的直徑(mm )9.1018.9208.7448.5418.370環(huán)的級數(shù)n10987612.0411.9211.7911.6511.51環(huán)的位置(mm )左0004

6、0右5.3915.5205.6455.7845.927環(huán)的直徑(mm )6.6496.4006.1455.8705.58382.8279.5676.4572.9470.058689744.2040.9637.7634.4531.179017038.6138.6038.6938.4938.8838.66096727f 4(m-n)=O.011 mm2R = R - r= (1.64 ).01 ) m2劈尖干涉數(shù)據(jù)記錄被測量測量次數(shù)（mm）（mm）（mm）（mm）11.0503.1059.55034.02121.0718.09013.21034.14530.9051.7208.80834.059平

7、均值1.0084.30510.52334.075Ln W xi 1- xi | = 6.218l 斗xl -xo |= 33.067 j=JL2：l = 6.275 X10-5 (m)Ln 2d=(d - ；d)mm= (6.275 x 10 0.012) m十、實(shí)驗(yàn)結(jié)論：光的干涉在科研、生產(chǎn)和生活中有著廣泛應(yīng)用，如用來檢查光學(xué)元件表面 的光潔度和平整度，用來測量透鏡的曲率半徑和光波波長， 用來測量微小厚度 和微小角度等等。通過本實(shí)驗(yàn)可以深刻地理解等厚干沙現(xiàn)象及其應(yīng)用。十一、總結(jié)及心得體會：為了避免螺旋空程引入的誤差，在整個(gè)測量過程中，鼓輪只能沿一個(gè)方向 轉(zhuǎn)動(dòng)，稍有反轉(zhuǎn)，全部數(shù)據(jù)應(yīng)作廢。讀數(shù)時(shí)應(yīng)盡量使豎直叉絲對準(zhǔn)干涉條紋的 中心，盡量測量遠(yuǎn)離中心的圓環(huán)，因?yàn)樵诮佑|處玻璃的彈性形變，將使中心附 近的圓