用牛顿环测透镜的曲率半径实验报告

1、用牛顿环测透镜曲率半径实验目的1 .观察光的等厚干涉现象，了解干涉条纹特点2 .利用干涉原理测透镜曲率半径。3 .学习用逐差法处理实验数据的方法。实验原理牛顿环条纹是等厚干涉条纹。A射光图2 牛顿环由图中几何关系可得r：=R2-(R-dk)2=2Rdk-d：因为R>>dk所以r：=2Rdk(1)由干涉条件可知，当光程差=2dk+=卜九(k=1,2,)明条纹2鼠九(2)仙=2dk十一=(2k+1)一(k=0,1,2)暗条纹22其干涉条纹仅与空气层厚度有关，因此为等厚干涉。由(1成和(2)式可得暗条纹具环的半径12=kR(3)由式(3)可知，若已知入射光的波长入，测出k级干涉环的半径电

2、就可计算平凸透镜的曲率半22所以R=Dkm-Dk(4)4m-只要测出Dk和Dk+m,知道级差m,并已知光的波长小便可计算R实验仪器钠光灯，读数显微镜，牛顿环。实验内容1 .将牛顿环置于读数显微镜载物合上，并调节物镜前反射玻璃片的角度，使显微镜的视场中充满亮光。2 .调节升降螺旋，使镜筒处于能使看到清晰干涉条纹的位置，移动牛顿环装置使干涉环中心在视场中央。并观察牛顿环干涉条纹的特点。3 .测量牛顿环的直径。由于中心圆环较模糊，不易测准，所以中央几级暗环直径不要测，只须数出其圈数，转动测微鼓轮向右(或左)侧转动18条暗纹以上，再退回到第18条，并使十字叉丝对准第18条暗纹中心，记下读数，再依次测第

3、17条、第16条至第3条暗纹中心，再移至左(或右)侧从第3条暗纹中心测至第18条暗纹中心，正式测试时测微鼓轮只能向一个方向转动，只途不能进进退退，否则会引起空回测量误差。4 .用逐差法进行数据处理及第18圈对第8圈，第17圈对第7圈其级差m=10,用(4)式计算Ro实验数据处理在本实验中，由于在不同的环半径情况下测得的R的值是非等精度的测量，故对各次测量的结果进行数据处理时，要计算总的测量不确定度是个较复杂的问题。为了简化实验的计算，避免在复杂的推导计算中耗费过多时间，本实验中研究测量的不确定度时仅按等精度测量的情况估算(D124m-D2)的标准偏差，而忽略B类不确定度的估算和在计算中因不等精

4、度测量所带来的偏差。表1牛顿环测量数据m=10,F5.893X10-4mm圈数显微镜读数/mmD/mmD2/mm2Dk+m2-Dm2左力右方/mm21822.93414.5908.34469.12236.352821.64015.8725.76833.2701722.82014.7148.10665.70736.773721.42516.0465.37928.9341622.69814.8107.88862.22136.465621.30216.2275.07525.7561522.58214.9307.65258.55336.482521.10916.4114.69822.0711422.46215.0507.41254.93836.542420.89416.6054.28918.3961322.34815.1267.22252.15737.396320.68016.8383.84214.761d2+-Dk2=36.668mm2S(dk2+md：)=0.385mm22222DDk-tm-Dka二二/ecvdS(Dk4m-Dk)CCdCmR-1.556mS(R)一=0.016m4m九4m，uR=R_S（R）=1.556+0.016m实验分析1 .在测量时，我们近似认为非