牛顿环实验报告

1、实验题目：用牛顿环测平凸透镜的曲率半径目的：1、通过对牛顿环图象的观察和测量，加深对等厚干涉的理解。2、学习通过牛顿环法测量透镜曲率半径的方法。3、学会用逐差法处理数据。要求：学会使用读数显微镜并通过牛顿环法测量透镜的曲率半径。仪器：牛顿环仪、钠光灯、读数显微镜原理：将一曲率半径较大的平凸透镜的凸面与一块平面玻璃接触时，在凸面与平面之间就形成了一个自接触点O向外逐渐均匀加厚的空气薄层。当单色光垂直向下照射时，在空气薄层的上、下表面相继反射的两束反射光和存在着确定的光程差，因而在它们相叠加的地方（透镜凸面附近）就会产生以O点为中心的明暗相间的同心圆环，见下图一、图二，这种干涉现象称为牛顿环。 R

2、 P hk O图一 图二由于反射光是从光密到光疏介质的界面上反射的，而反射光是从光疏到光密介质的界面上反射的，因此这两束反射光之间除了具有的光程差外，还附加了的额外光程差。所以在P点处两束相干的反射光束和的总光程差为式中为某相遇点空气隙的厚度。相同厚度处两束光具有相同的光程差，因而处在相同的干涉状态，这就是等厚干涉。当光程差满足时，为暗条纹。式中为暗条纹的级次，为所用单色光源的波长。将式代入式，得暗条纹的空气隙厚度满足显然，在接触点O处，为零级暗条纹。由图二看出，空气隙厚度和平凸透镜曲率半径R及暗条纹的半径之间的关系为因，所以可略去项，并将式代入式，得暗条纹半径满足由上式可知，如果已知单色光源

3、的波长，只要测出第级暗条纹的半径，就可测出平凸透镜的曲率半径R.常用的方法是测量干涉条纹的直径,将式写成,而且采用逐差法处理所得数据。选取距中心较远的、比较清晰的两组干涉条纹的直径，一组级次为，另一组级次为，且，实验内容及步骤：1、调整牛顿环使干涉条纹位于环中央；2、把牛顿环装置放置在物镜正下方，调节45玻璃片，使钠光灯射出的光线垂直入射到牛顿环装置上。3、调整测量装置，使牛顿环中心与显微镜对准，在显微镜中能观察到反射回来的黄光。调节显微镜目镜，使十字丝清晰，调节镜筒手轮，使镜筒移动看到干涉条纹。调节目镜镜筒，使一根十字丝与移测方向垂直。取m=10，且K1=2,4，6,8,10,则K2,12,

4、14，16，18，20，旋转显微镜鼓轮，使十字丝中央缓缓向左移动到20环以外，然后单方向向右移动，依次测出x20、x18、x16、x14、x12、x10、x8、x6，x4，x2，继续向右移动，经环中心移动到另一边，依次测出x2、x4、x6、x8、x10、x12、x14、x16、x18、x20。将测量数据填入表格中.牛顿环级数(负号表示环中心左侧)-20-18-16-14-12上述坐标值(mm)牛顿环级数(右侧)2018161412上述坐标值(mm)各级直径(mm)各级直径的平方2(mm2)牛顿环级数(负号表示环中心左侧)-10-8-6-4-2上述坐标值(mm)6牛顿环级数(右侧)108642上述坐标值(mm)各级直径(mm)各级直径的平方2(mm2)计算透镜的曲率半径、绝对误差、相对误差Er，并写出结果R=实验数据处理： =？把（当作一个整体来求误差。 （ ） （ ） 规定：结果表示式中的绝对误差只取一位，测量结果的最后一位要与绝对误差所在位对齐。例如：注意：1、接通钠光灯电源后，预热1