牛顿环测量曲率半径实验报告

大学物理仿真试验报告试验名称：牛顿环测量曲率半径试验试验目的:观看等厚干预现象，理解等厚干预的原理和特点学习用牛顿环测定透镜曲率半径正确使用读数显微镜，学习用逐差法处理数据试验仪器:读数显微镜，钠光灯，牛顿环，入射光调整架试验原理1ACB，CACBDCF程差等于膜厚度e的两倍，即此外，当光在空气膜的上外表反射时，是从光密媒质射向光疏媒质，反射光/2/2〔1〕满足条件K〔3〕时，发生相消干预，消灭第kC这就是所谓的牛顿环。如下图，设第k级条纹的半径为的膜厚度为，则〔4〕试验中，R的大小为几米到十几米，而的数量级为毫米，所以R>>e，ke22Re是一个小量，可以无视，所以上式可以简化为k k〔5〕rk

k〔1〕和〔3〕可得〔6〕〔5〕得透镜曲率半径的计算公式〔7〕对给定的装置，R为常数，暗纹半径〔8〕和级数k的平方根成正比，即随着k的增大，条纹越来越细。同理，假设rk

k〔1〕和〔2〕得〔9〕〔5〕，可以算出〔10〕和〔10〕可见，只要测出暗纹半径〔或明纹半径〕，数出对应的k，R。在试验中，暗纹位置更简洁确定，所以我们选用式〔8〕来进展计算。在实际问题中，由于玻璃的弹性形变及接触处不干净等因素，透镜和玻璃板kk定，所以公式〔8〕不能直接用于试验测量。在试验中，我们选择两个离中心较远的暗环，假定他们的级数为m和n，测d=2r，d=2r，则由式〔8〕有m m n n由此得出〔11〕mn〔m-n〕〔mn〕，即可求R。试验内容观看牛顿环将牛顿环放置在读数显微镜镜筒和入射光调整架下方，调整玻璃片的角度，使通过显微镜目镜观看时视场最亮。调整目镜，看清目镜视场的十字叉丝后，使显微镜镜筒下降到接近牛顿环仪然后缓慢上升，直到观看到干预条纹，再微调玻璃片角度和显微镜，使条纹清楚。测牛顿环半径使显微镜十字叉丝交点和牛顿环中心重合，并使水平方向的叉丝和标尺平行〔与显微镜移动方向平行。记录标尺读数。转动显微镜微调鼓轮，使显微镜沿一个方向移动，同时数出十字叉丝竖丝移过的暗环数，直到竖丝与第N环相切为止〔N依据试验要求打算。记录标尺读数。重复步骤2测得一组牛顿环半径值，利用逐差法处理得到的数据，得到牛顿环半径RR的标准差数据处理及结果:试验小结1.605m,标准差为94.59mm。误差分析：主要来源于读数时产生的误差。在仿真试验中，鼠标点击旋钮时，每次的转动幅度较大，叉丝无法准确地与条纹相切，所以记录数据不准确。建议：对该仿真试验系统进展完善，使得调整旋钮能连续进展，更接近实际，使仿真试验更有实际意义。思考题牛顿环产生的干预属于薄膜干预，在牛顿环中薄膜在什么位置？〔凸面与下面的平面玻璃之间的一层空气薄膜。为什么牛顿环产生的干预条纹是一组同心圆环？答：干预时薄膜等厚处光程差相等，产生的干预现象也一样。而牛顿环的薄膜等厚处相连在空间上是一个圆形，其圆心在凸面与平面的接触点上，所以干预条纹是一组同心圆。牛顿环产生的干预条纹在什么位置上？相干的两束光线是哪两束？答：条纹产生在凸面的外表上。相干的两束光线分别是入射光射到凸透镜的下外表时产生的反射光和被平面镜反射回来照耀到凸透镜下外表的光。在牛顿环试验中，假设直接用暗纹公式测平凸透镜凸面的曲率半径，有什么问题？答：直接用暗纹公式计算曲率半径需要确定某条纹对应的级数。而在实际状况下，由于k也无法确定，所以该公式无法运用。？答：从目镜观测时，前后左右调整眼与目镜的位置，假设看到的叉丝与图像之间没有相对看着显微镜，同时由下向上调整筒身。透镜，中心背离加力点者为凹