牛頓環(huán)試驗(yàn)儀器學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1牛頓牛頓(ni dn)環(huán)試驗(yàn)儀器環(huán)試驗(yàn)儀器第一頁，共15頁。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)(shyn)目目的的 1、觀察等厚干涉現(xiàn)象，了解其產(chǎn)生機(jī)理；、觀察等厚干涉現(xiàn)象，了解其產(chǎn)生機(jī)理；2、學(xué)習(xí)用光的干涉現(xiàn)象測(cè)幾何量、學(xué)習(xí)用光的干涉現(xiàn)象測(cè)幾何量用牛頓環(huán)用牛頓環(huán) 測(cè)平凸透鏡曲率半徑；測(cè)平凸透鏡曲率半徑；3、進(jìn)一步掌握讀數(shù)顯微鏡的使用、進(jìn)一步掌握讀數(shù)顯微鏡的使用(shyng)方法。方法。第1頁/共15頁第二頁，共15頁。實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)儀器(yq)（1）-牛頓環(huán)牛頓環(huán)第2頁/共15頁第三頁，共15頁。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)(shyn)儀器（儀器（2）- 讀數(shù)顯微讀數(shù)顯微鏡鏡 目鏡目鏡物鏡物鏡上下移動(dòng)旋鈕上下移動(dòng)旋鈕水平移動(dòng)旋鈕水

2、平移動(dòng)旋鈕讀數(shù)標(biāo)尺讀數(shù)標(biāo)尺讀數(shù)盤讀數(shù)盤第3頁/共15頁第四頁，共15頁。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)(shyn)儀器（儀器（3）- 鈉鈉燈燈第4頁/共15頁第五頁，共15頁。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)(shyn)原理原理牛頓環(huán)：一束單色平行光垂直牛頓環(huán)：一束單色平行光垂直(chuzh)照射到此裝置上時(shí)，所呈現(xiàn)的等厚條紋是一組以接觸點(diǎn)照射到此裝置上時(shí)，所呈現(xiàn)的等厚條紋是一組以接觸點(diǎn)O為中心的一系列明暗相間的、內(nèi)疏外密的同心圓環(huán)。為中心的一系列明暗相間的、內(nèi)疏外密的同心圓環(huán)。第5頁/共15頁第六頁，共15頁。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)(shyn)原理原理2222mn2m12m222mmDD4m-2nRrR-R2 暗 紋明 紋進(jìn) 一 步 推 導(dǎo) 可 得O

3、RAmB第6頁/共15頁第七頁，共15頁。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(nirng)與與步驟步驟 1、調(diào)整測(cè)量裝置獲得并觀察干涉(gnsh)條紋：（1）按實(shí)驗(yàn)裝置圖放置好儀器。在自然光下觀察并調(diào)節(jié)牛頓環(huán)儀。在側(cè)光下用肉眼觀察牛頓環(huán)儀，可看到干涉(gnsh)條紋，如果干涉(gnsh)條紋的中心光斑不在金屬框的幾何中心，可通過調(diào)節(jié)位于金屬邊框上的三個(gè)螺釘，使其大致位于邊框中心。螺釘適當(dāng)旋緊即可，切不可過緊，以免損壞牛頓環(huán)儀，也不可太松，太松時(shí)在測(cè)量過程中如果裝置晃動(dòng)，會(huì)使中心光斑發(fā)生移動(dòng)，無法進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。第7頁/共15頁第八頁，共15頁。（2）將調(diào)節(jié)好的牛頓環(huán)儀放在顯微鏡載物臺(tái)上。將顯微鏡鏡筒大致移動(dòng)到標(biāo)尺

4、的中間部位，牛頓環(huán)儀放于物鏡下方的載物臺(tái)上。放置時(shí)注意讓由三個(gè)可調(diào)節(jié)螺釘構(gòu)成的三角形的一個(gè)邊與載物臺(tái)靠近鈉光燈的邊緣相平行。（3）打開鈉光燈電源，調(diào)整燈罩，是發(fā)光窗口(chungku)正對(duì)顯微鏡筒，鏡筒和牛頓環(huán)儀均處于光照范圍之內(nèi)。第8頁/共15頁第九頁，共15頁。（4）調(diào)節(jié)升降支架(zhji)，使顯微鏡載物臺(tái)臺(tái)面 與鈉光燈窗口下邊緣大致相平。（5）45度反光鏡的調(diào)節(jié)。 其調(diào)節(jié)要點(diǎn)：轉(zhuǎn)動(dòng)反光鏡使其對(duì)準(zhǔn)光源，在顯微鏡下邊觀察邊調(diào)節(jié)，使目鏡視場(chǎng)中觀察到的光線亮度最大并到處均勻。左右不均，應(yīng)旋轉(zhuǎn)反光鏡；上下不均，應(yīng)調(diào)節(jié)升降支架(zhji)，改變光線在反光鏡上的入射點(diǎn)，使反射光垂直照射到牛頓環(huán)儀上。第

5、9頁/共15頁第十頁，共15頁。（6）顯微鏡調(diào)節(jié)。顯微鏡的調(diào)節(jié)分為 目鏡聚焦和物鏡聚焦：調(diào)節(jié)目鏡，使目鏡視場(chǎng)中能夠清晰的看到十字叉絲，松開目鏡鎖緊螺釘轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡，使十字叉絲中的一條叉絲與標(biāo)尺平行，另一條叉絲用來測(cè)定物體位置。調(diào)節(jié)鏡筒升降旋鈕(xun ni)，先讓套在物鏡上的45度反光鏡靠近牛頓環(huán)儀，然后緩緩升起鏡筒，直至看到清晰的干涉條紋。 第10頁/共15頁第十一頁，共15頁。中心暗斑一級(jí)暗條紋(tio wn)第11頁/共15頁第十二頁，共15頁。2、測(cè)量牛頓環(huán)直徑使顯微鏡的十字叉絲交點(diǎn)與牛頓環(huán)中心重合，并使水平方向的叉絲與標(biāo)尺平行(pngxng)(與顯微鏡筒移動(dòng)方向平行(pngxng)。轉(zhuǎn)動(dòng)

6、顯微鏡測(cè)微鼓輪，使顯微鏡筒沿一個(gè)方向移動(dòng)，同時(shí)數(shù)豎向叉絲移過的暗環(huán)數(shù)，直到豎絲與第35環(huán)相切為止。反向轉(zhuǎn)動(dòng)鼓輪，當(dāng)豎向叉絲與第30環(huán)相切時(shí)，記錄讀數(shù)顯微鏡上的位置讀數(shù)，然后繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)鼓輪，使豎向叉絲依次與第29、28、27、26、25、24、23、22、21環(huán)相切，順次記下位置讀數(shù)。繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)鼓輪，越過干涉圓環(huán)中心，記下豎向叉絲依次與另一邊的21、22、2330環(huán)相切時(shí)的位置讀數(shù)。第12頁/共15頁第十三頁，共15頁。轉(zhuǎn)動(dòng)顯微鏡測(cè)微鼓輪，使轉(zhuǎn)動(dòng)顯微鏡測(cè)微鼓輪，使顯微鏡筒沿一個(gè)方向移動(dòng)顯微鏡筒沿一個(gè)方向移動(dòng)(ydng)(ydng)，同時(shí)數(shù)豎向叉，同時(shí)數(shù)豎向叉絲移過的暗環(huán)數(shù)，直到豎絲移過的暗環(huán)數(shù)，直到豎絲與第絲與第3535環(huán)相切為止。環(huán)相切為止。反向轉(zhuǎn)動(dòng)鼓輪，當(dāng)豎向叉絲與第反向轉(zhuǎn)動(dòng)鼓輪，當(dāng)豎向叉絲與第3030環(huán)相切時(shí)，記錄讀數(shù)顯微鏡上的位環(huán)相切時(shí)，記錄讀數(shù)顯微鏡上的位置讀數(shù)，然后繼續(xù)置讀數(shù)，然后繼續(xù)(jx)(jx)轉(zhuǎn)動(dòng)鼓輪，轉(zhuǎn)動(dòng)鼓輪，使豎向叉絲依次與第使豎向叉絲依次與第2929到到2121環(huán)相切，環(huán)相切，順次記下位置讀數(shù)。順次記下位置讀數(shù)。第13頁/共15頁第十四頁，共15頁。l計(jì)算各環(huán)的直徑計(jì)算各環(huán)的直徑l逐差法處理數(shù)據(jù)逐差法處理數(shù)據(jù)(shj)，將計(jì)算結(jié)果填入表格。，將計(jì)算結(jié)果填