牛頓環(huán)測(cè)量曲率半徑實(shí)驗(yàn)報(bào)告

牛頓環(huán)測(cè)量曲率半徑實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)?zāi)康?觀察等厚干涉現(xiàn)象，理解等厚干涉的原理和特點(diǎn)2學(xué)習(xí)用牛頓環(huán)測(cè)定透鏡曲率半徑3正確使用讀數(shù)顯微鏡，學(xué)習(xí)用逐差法處理數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)儀器讀數(shù)顯微鏡，鈉光燈，牛頓環(huán)儀，入射光調(diào)節(jié)架實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1．

觀察牛頓環(huán)將牛頓環(huán)放置在讀數(shù)顯微鏡鏡筒和入射光調(diào)節(jié)架下方，調(diào)節(jié)玻璃片的角度，使通過顯微鏡目鏡觀察時(shí)視場(chǎng)最亮。調(diào)節(jié)目鏡，看清目鏡視場(chǎng)的十字叉絲后，使顯微鏡鏡筒下降到接近牛頓環(huán)儀然后緩慢上升，直到觀察到干涉條紋，再微調(diào)玻璃片角度和顯微鏡，使條紋清晰。2．

測(cè)牛頓環(huán)半徑使顯微鏡十字叉絲交點(diǎn)和牛頓環(huán)中心重合，并使水平方向的叉絲和標(biāo)尺平行（與顯微鏡移動(dòng)方向平行）。記錄標(biāo)尺讀數(shù)。轉(zhuǎn)動(dòng)顯微鏡微調(diào)鼓輪，使顯微鏡沿一個(gè)方向移動(dòng)，同時(shí)數(shù)出十字叉絲豎絲移過的暗環(huán)數(shù)，直到豎絲與第N環(huán)相切為止（N根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求決定）。記錄標(biāo)尺讀數(shù)。3．

重復(fù)步驟2測(cè)得一組牛頓環(huán)半徑值，利用逐差法處理得到的數(shù)據(jù)，得到牛頓環(huán)半徑R和R的標(biāo)準(zhǔn)差數(shù)據(jù)處理及結(jié)果下圖為在系統(tǒng)提供的表格內(nèi)記錄了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后由系統(tǒng)計(jì)算的結(jié)果下圖為在仿真實(shí)驗(yàn)中先后調(diào)節(jié)好入射光調(diào)節(jié)架，顯微鏡鏡筒，牛頓環(huán)位置及目鏡位置后從目鏡中觀察到的衍射圖樣（牛頓環(huán)處于正中位置）實(shí)驗(yàn)小結(jié)1實(shí)驗(yàn)中所用牛頓環(huán)半徑為1.646m,標(biāo)準(zhǔn)差為38.79mm。2誤差主要來源于讀數(shù)時(shí)產(chǎn)生的誤差。在仿真實(shí)驗(yàn)中，由于實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的問題，無法對(duì)標(biāo)尺進(jìn)行連續(xù)的不間斷的調(diào)節(jié)（模擬試驗(yàn)中，鼠標(biāo)點(diǎn)擊旋鈕時(shí)，每次的轉(zhuǎn)動(dòng)幅度較大，使叉絲無法準(zhǔn)確地與條紋相切），所以記錄數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。3建議對(duì)該仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行完善，使得調(diào)節(jié)旋鈕能連續(xù)進(jìn)行，更接近實(shí)際，使仿真實(shí)驗(yàn)更有實(shí)際意義。思考題1．牛頓環(huán)產(chǎn)生的干涉屬于薄膜干涉，在牛頓環(huán)中薄膜在什么位置？牛頓環(huán)的薄膜是介于牛頓環(huán)下表面（凸面）與下面的平面玻璃之間的一層空氣薄膜。2．為什么牛頓環(huán)產(chǎn)生的干涉條紋是一組同心圓環(huán)？干涉時(shí)薄膜等厚處光程差相等，產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象也相同。而牛頓環(huán)的薄膜等厚處相連在空間上是一個(gè)圓形，其圓心在凸面與平面的接觸點(diǎn)上，所以干涉條紋是一組同心圓。3．牛頓環(huán)產(chǎn)生的干涉條紋在什么位置上？相干的兩束光線是哪兩束？條紋產(chǎn)生在凸面的表面上。相干的兩束光線分別是入射光射到凸透鏡的下表面時(shí)產(chǎn)生的反射光和被平面鏡反射回來照射到凸透鏡下表面的光。4．在牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)中，如果直接用暗紋公式測(cè)平凸透鏡凸面的曲率半徑，有什么問題？直接用暗紋公式計(jì)算曲率半徑需要確定某條紋對(duì)應(yīng)的級(jí)數(shù)。而在實(shí)際情況下，由于玻璃的彈性形變及接觸處不干凈等因素，透鏡和玻璃板之間不可能是一個(gè)理想的點(diǎn)接觸。這樣一來，干涉環(huán)的圓心就很難確定，而且在接觸處，到底包含了幾級(jí)條紋也難以知道，這樣級(jí)數(shù)k也無法確定，所以該公式無法運(yùn)用。5．在使用讀數(shù)顯微鏡時(shí)，怎樣判斷是否消除了視差？使用時(shí)最主要的注意事項(xiàng)是什么？從目鏡觀測(cè)時(shí)，前后左右調(diào)整眼與目鏡的位置，若看到的叉絲與圖像之間沒有相對(duì)移動(dòng)，則視察消除。使用時(shí)最主要的注意事項(xiàng)是為避免損壞目鏡，先讓物鏡靠近牛頓裝置的上表面，然后用眼睛看著顯微鏡，同時(shí)由下向上調(diào)節(jié)筒身。6．在光學(xué)中有一種利用牛頓環(huán)產(chǎn)生的原理來判斷被測(cè)透鏡凹凸的簡(jiǎn)單方法：用手輕壓牛頓環(huán)裝置中被測(cè)透鏡的邊緣，同時(shí)觀察干涉條紋中心移動(dòng)的方向，中心趨向加力點(diǎn)者為凸透鏡，中心背離加力點(diǎn)者為凹透鏡。請(qǐng)想一想，這是什么道理根據(jù)干涉的原理可知，條紋的位置取決于該位置對(duì)應(yīng)的薄膜厚度，而條紋中心應(yīng)該是厚度為0的地方。所以，當(dāng)在某點(diǎn)擠壓凸透鏡時(shí)，凸透