牛頓環(huán)與劈尖干涉

牛頓環(huán)與劈尖干涉第一頁，共十五頁，2022年，8月28日實驗?zāi)康膶嶒炘韮x器和用具實驗內(nèi)容目錄數(shù)據(jù)記錄與處理注意事項第二頁，共十五頁，2022年，8月28日【實驗?zāi)康摹?、掌握用牛頓環(huán)測定透鏡曲率半徑的方法；2、通過實驗加深對等厚干涉原理的理解。牛頓環(huán)第三頁，共十五頁，2022年，8月28日1.讀數(shù)顯微鏡目鏡物鏡上下移動旋鈕水平移動旋鈕讀數(shù)標尺讀數(shù)盤【實驗儀器】牛頓環(huán)第四頁，共十五頁，2022年，8月28日2.鈉燈鈉光燈是一種氣體放電燈。在放電管內(nèi)充有金屬鈉和氬氣。開啟電源的瞬間，氬氣放電發(fā)出粉紅色的光。氬氣放電后金屬鈉被蒸發(fā)并放電發(fā)出黃色光。鈉光在可見光范圍內(nèi)兩條譜線的波長分別為589.59nm和589.00nm。這兩條譜線很接近，所以可以把它視為單色光源，并取其平均值589.30nm為波長?！緦嶒瀮x器】牛頓環(huán)第五頁，共十五頁，2022年，8月28日【實驗儀器】牛頓環(huán)3.牛頓環(huán)儀平凸透鏡與平板玻璃組合成牛頓環(huán)實驗樣品。平凸透鏡平板玻璃第六頁，共十五頁，2022年，8月28日根據(jù)所使用的儀器材料或儀器卡中摘錄儀器設(shè)備清單。記錄實驗室內(nèi)的溫度、相對濕度和大氣壓強。4、實驗器材及環(huán)境條件【實驗儀器】牛頓環(huán)第七頁，共十五頁，2022年，8月28日【實驗原理】牛頓環(huán)等厚干涉平行光照射到薄介質(zhì)上，介質(zhì)上下表面反射的光會在膜表面處發(fā)生干涉。介質(zhì)厚度相等處的兩束反射光有相同的相位差，也就具有相同的干涉光強度，這就是等厚干涉。第八頁，共十五頁，2022年，8月28日牛頓環(huán)【實驗原理】半波損失波傳播過程中，遇到波疏介質(zhì)反射，反射點入射波與反射波有相同的相位。波由波密介質(zhì)反射，反射點入射波與反射波的相位差π，光程差為λ/2，即產(chǎn)生了半波損失。對光波說，來自大折射率介質(zhì)的反射具有半波損失。第九頁，共十五頁，2022年，8月28日將一曲率半徑相當大的平凸玻璃透鏡放在一平面玻璃的上面，則在兩者之間形成一個厚度隨直徑變化的空氣隙。空氣隙的等厚干涉條紋是一組明暗相間的同心環(huán)。該干涉條紋最早被牛頓發(fā)現(xiàn)，所以稱為牛頓環(huán)牛頓環(huán)【實驗原理】牛頓環(huán)第十頁，共十五頁，2022年，8月28日h

在空氣厚度為h的地方，上下表面反射的光的光程差為2h+λ/2，其中后一項是“半波損失”。光程差為(2k+1)λ/2處為干涉暗條紋，得到曲率半徑計算公式：【實驗原理】牛頓環(huán)第十一頁，共十五頁，2022年，8月28日牛頓環(huán)【實驗內(nèi)容】測量牛頓環(huán)直徑，計算平凸透鏡曲率半徑R。橫向改變顯微鏡筒位置，使叉絲由第12環(huán)外向移動直至顯微鏡叉絲與第12環(huán)外切，讀取d12，繼續(xù)朝同一方向移動叉絲至第3環(huán)讀取d3

；仍按原方向移動叉絲（為防止產(chǎn)生空程差），越過中央暗環(huán)，使叉絲由第3環(huán)內(nèi)向移動直至顯微鏡叉絲與第3環(huán)內(nèi)切讀取d‘3，按同樣方法讀數(shù)至d'12

。第十二頁，共十五頁，2022年，8月28日【數(shù)據(jù)記錄及處理】牛頓環(huán)10987654321R(m)

(mm2)d=d2-d1(mm)d2(mm)d1(mm)次數(shù)第十三頁，共十五頁，2022年，8月28日【數(shù)據(jù)記錄及處理】牛頓環(huán)曲率半徑計算利用逐差法計算R,m-n=5第十四頁，共十五頁，2022年，8月28日【思考題】牛頓環(huán)1、測量牛頓環(huán)干涉各環(huán)的直徑時，若叉絲不通過圓環(huán)的中心，因而測量的是弦長而非直徑，這對實驗結(jié)果有