牛頓環(huán)與劈尖干涉

牛頓環(huán)與劈尖干涉第1頁，共15頁，2023年，2月20日，星期日實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)原理儀器和用具實(shí)驗(yàn)內(nèi)容目錄數(shù)據(jù)記錄與處理注意事項(xiàng)第2頁，共15頁，2023年，2月20日，星期日【實(shí)驗(yàn)?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(shí)驗(yàn)加深對等厚干涉原理的理解。牛頓環(huán)第3頁，共15頁，2023年，2月20日，星期日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(biāo)尺讀數(shù)盤【實(shí)驗(yàn)儀器】牛頓環(huán)第4頁，共15頁，2023年，2月20日，星期日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?shí)驗(yàn)儀器】牛頓環(huán)第5頁，共15頁，2023年，2月20日，星期日【實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)樣品。平凸透鏡平板玻璃第6頁，共15頁，2023年，2月20日，星期日根據(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(shí)驗(yàn)室內(nèi)的溫度、相對濕度和大氣壓強(qiáng)。4、實(shí)驗(yàn)器材及環(huán)境條件【實(shí)驗(yàn)儀器】牛頓環(huán)第7頁，共15頁，2023年，2月20日，星期日【實(shí)驗(yàn)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(qiáng)度，這就是等厚干涉。第8頁，共15頁，2023年，2月20日，星期日牛頓環(huán)【實(shí)驗(yàn)原理】半波損失波傳播過程中，遇到波疏介質(zhì)反射，反射點(diǎn)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(diǎn)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9頁，共15頁，2023年，2月20日，星期日將一曲率半徑相當(dāng)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?？諝庀兜牡群窀缮鏃l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(shí)驗(yàn)原理】牛頓環(huán)第10頁，共15頁，2023年，2月20日，星期日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(xiàng)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(jì)算公式：【實(shí)驗(yàn)原理】牛頓環(huán)第11頁，共15頁，2023年，2月20日，星期日牛頓環(huán)【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】測量牛頓環(huán)直徑，計(jì)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12頁，共15頁，2023年，2月20日，星期日【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13頁，共15頁，2023年，2月20日，星期日【數(shù)據(jù)記錄及處理】牛頓環(huán)曲率半徑計(jì)算利用逐差法計(jì)算R,m-n=5第14頁，共15頁，2023年，2月20日，星期日【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(shí)驗(yàn)結(jié)果有無