試驗(yàn)二用牛頓環(huán)測平凸透鏡的曲率半徑

1、百度文庫讓每個(gè)人平等地捉升門我實(shí)驗(yàn)二:用牛頓環(huán)測平凸透鏡的曲率半徑目的：1、通過對牛頓環(huán)圖象的觀察和測量，加深對等厚干涉的理解。2、學(xué)習(xí)通過牛頓環(huán)法測量透鏡曲率半徑的方法。要求:學(xué)會(huì)使用讀數(shù)顯微鏡并通過牛頓環(huán)法測量透鏡的曲率半徑。儀器：牛頓環(huán)儀、鈉光燈、讀數(shù)顯微鏡原理：將一曲率半徑較大的平凸透鏡的凸面與一塊平面玻璃接觸時(shí)，在凸面與平面之間就形 成了一個(gè)自接觸點(diǎn)O向外逐漸均勻加厚的空氣薄層。當(dāng)單色光垂直向下照射時(shí),在空氣薄層 的上、下表面相繼反射的兩束反射光和存在看確定的光程差,因而在它們相證加的地方 (透鏡凸面附近)就會(huì)產(chǎn)生以0點(diǎn)為中心的明暗相間的同心圓環(huán)，見下圖一、圖二，這種干 涉現(xiàn)象稱為牛

2、頓環(huán)。由于反射光是從光密到光疏介質(zhì)的界面上反射的,而反射光是從光疏到光密介質(zhì)的 界面上反射的，因此這兩束反射光之間除了具有2心的光程差外，還附加了彳的額外光程差。 所以在P點(diǎn)處兩束相干的反射光束和的總光程差為亠=2hk + (1)式中九為某相遇點(diǎn)空氣隙的厚度。相同厚度處兩束光具有相同的光程差，因而處在相同 的干涉狀態(tài)，這就是等厚干涉。1當(dāng)光程差滿足亠=(2 + 1)- =0,1,2,3，時(shí)，為暗條紋。式中k為暗條紋的級次,2兄為所用單色光源的波長。將式代入式,得暗條紋的空氣隙厚度滿足2九=U.(3)顯然，在接觸點(diǎn)0處，久=0 ,為零級暗條紋。由圖二看出，空氣隙厚度久和平凸透鏡曲率半徑R及暗條紋

3、的半徑幾之間的關(guān)系為* =R，_(R-hk)2 = 2Rhk -hl(4)因Rhk , 2Rhk附，所以可略去:項(xiàng)，并將式代入式，得暗條紋半徑滿足 r； =kR入、k=0,l,2,3,(5)由上式可知，如果已知單色光源的波長久，只要測出第k級暗條紋的半徑q ,就可測出 平凸透鏡的曲率半徑R.常用的方法是測量干涉條紋的直徑0.,將式寫成R =優(yōu).(6),而且采用逐差法處理所得數(shù)據(jù)。選取距中心較遠(yuǎn)的、比較清晰的兩組干涉條紋的直徑,組級次為心,另一組級次為燈，且燈=k、+ D； - 風(fēng)4(D 幾實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟:1、調(diào)整牛頓環(huán)使干涉條紋位于環(huán)中央；2、把牛頓環(huán)裝置放置在物鏡正下方,調(diào)節(jié)45玻璃片，使鈉

4、光燈射出的光線垂直入射到牛頓 環(huán)裝置上。3、調(diào)整測量裝置,使牛頓環(huán)中心與顯微鏡對準(zhǔn)，在顯微鏡中能觀察到反射回來的黃光。 調(diào)節(jié)顯微鏡目鏡,使十字絲清晰，調(diào)節(jié)鏡筒手輪,使鏡筒移動(dòng)看到干涉條紋。調(diào)節(jié)目鏡鏡 筒,使一根十字絲與移測方向垂直。 取nrlO ,且K產(chǎn)6, & 10,則K：二16 , 18 , 20 ,旋轉(zhuǎn)顯微鏡鼓輪,使十字絲中央緩緩向左移動(dòng) 到20環(huán)以外，然后單方向向右移動(dòng)，依次測出血、xs、x6、皿、xSs禺，繼續(xù)向右移動(dòng)，經(jīng) 環(huán)中心移動(dòng)到另一邊，依次測出血、x5爲(wèi)、x、xis心2將測量數(shù)據(jù)填入表格中.牛頓環(huán)條數(shù)（左側(cè)）-20-18-16-10-8-6上述讀數(shù)（mm）牛頓環(huán)條數(shù)（右側(cè)）2

5、018161086上述讀數(shù)（mm）各條暗環(huán)直徑Dk （mm）各級直徑的平方D； （mm：）計(jì)算透鏡的曲率半徑R、絕對誤差a、相對誤差,并寫出結(jié)果R=Ra實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理：D2k2 -d2Ki =(D220 D2io) + (D2i D2i) + (D216 )26)934以把（dV-d）當(dāng)作一個(gè)整體來求誤差。(22O-21O)-(D2 -D2)2 +(2!8-D28)-(D2k2 -D2)2 +(D216-D26)-(D2-D2Kt)2E=D2-D2)3b ,(葉2葉)D2k2 -D2k.Er皿-。沁br = R.Er = ? ( m )R = R aR( in ) 規(guī)定：結(jié)果表示式中的絕對誤差只取一位,測量結(jié)果的最后一位要與絕對誤差所在位對齊。例如:/? = (!.580.08)7/?注意：1、接通鈉光燈電源后z預(yù)熱10分鐘z不要