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大学物理实验 用读数显微镜观察牛顿环 牛顿环简介 将平凸透镜的凸面置于一平玻璃上 慢慢压紧 于是在自然光的照射下出现各种颜色的同心圆环 称为牛顿环 白光入射时的牛顿环 黄光入射时的牛顿环 牛顿对牛顿环作了精确的定量测定 但由于过分偏爱他的微粒说 始终无法正确解释这个现象 直到19世纪初 英国科学家托马斯 杨才用光的波动说完满的解释了牛顿环现象 在生产实践中具有广泛的应用 可用于检测透镜的曲率 测量光波波长 精确地测量微小长度 厚度和角度 检验物体表面的光洁度 平整度 水波干涉的原理 振动加强的条件 水波干涉的照片 振动减弱的条件 n 0 1 2 n 0 1 2 1 了解读数显微镜的结构和使用方法 2 理解牛顿环的干涉原理 3 掌握用干涉法测透镜曲率半径的方法 一 实验目的 二 实验原理 气楔的厚度取决于离平凸透镜与平玻璃接触点的距离 即取决于凸透镜的弯曲半径 如图所示 d r2 2R d R 略去d2项 4 修正d值 d r2 2R d0 5 把 5 代入 3 式中可得 取第m级暗环和第n级按环有 两式相减可得凸透镜曲率半径公式 三 实验仪器 钠灯 钠光灯是一种气体放电灯 金属钠被蒸发并放电发出黄色光 钠光在可见光范围内两条谱线的波长分别为589 59nm和589 00nm 这两条谱线很接近 所以可以把它视为单色光源 并取其平均值589 30nm为波长 牛顿环 平凸透镜与平板玻璃组合成牛顿环实验样品 读数显微镜 目镜 上下移动旋钮 物镜 水平移动旋钮 读数盘 读数标尺 四 实验内容 仪器布置 1 调试牛顿环 使牛顿环位于透镜正中 2 将牛顿环仪放到测量显微镜的载物台上 调节光源前的反射镜 使钠黄光充满整个显微镜视场 3 调节显微镜目镜对十字叉丝聚焦 看到清晰的分划板上的十字叉丝 移动牛顿环 找到牛顿环 4 旋转调焦手轮对牛顿环聚焦 使环成像最清晰 5 移动牛顿环 使十字叉丝与牛顿环中心大致相合 6 测量牛顿环直径 五 数据记录与处理 数据处理 六 注意事项 1 牛顿环仪上三支螺钉不要拧得过紧 以免发生形变 严重时会损坏牛顿环仪 2 由于计算R时 只需知道环数差 m n 故以哪一环为第一环可以任意选择 但一经选定 在整个测量过程中就不能改变 3 测
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