牛顿环与劈尖干涉

牛顿环与劈尖干涉第一页，共十五页，2022年，8月28日实验目的实验原理仪器和用具实验内容目录数据记录与处理注意事项第二页，共十五页，2022年，8月28日【实验目的】1、掌握用牛顿环测定透镜曲率半径的方法；2、通过实验加深对等厚干涉原理的理解。牛顿环第三页，共十五页，2022年，8月28日1.读数显微镜目镜物镜上下移动旋钮水平移动旋钮读数标尺读数盘【实验仪器】牛顿环第四页，共十五页，2022年，8月28日2.钠灯钠光灯是一种气体放电灯。在放电管内充有金属钠和氩气。开启电源的瞬间，氩气放电发出粉红色的光。氩气放电后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。【实验仪器】牛顿环第五页，共十五页，2022年，8月28日【实验仪器】牛顿环3.牛顿环仪平凸透镜与平板玻璃组合成牛顿环实验样品。平凸透镜平板玻璃第六页，共十五页，2022年，8月28日根据所使用的仪器材料或仪器卡中摘录仪器设备清单。记录实验室内的温度、相对湿度和大气压强。4、实验器材及环境条件【实验仪器】牛顿环第七页，共十五页，2022年，8月28日【实验原理】牛顿环等厚干涉平行光照射到薄介质上，介质上下表面反射的光会在膜表面处发生干涉。介质厚度相等处的两束反射光有相同的相位差，也就具有相同的干涉光强度，这就是等厚干涉。第八页，共十五页，2022年，8月28日牛顿环【实验原理】半波损失波传播过程中，遇到波疏介质反射，反射点入射波与反射波有相同的相位。波由波密介质反射，反射点入射波与反射波的相位差π，光程差为λ/2，即产生了半波损失。对光波说，来自大折射率介质的反射具有半波损失。第九页，共十五页，2022年，8月28日将一曲率半径相当大的平凸玻璃透镜放在一平面玻璃的上面，则在两者之间形成一个厚度随直径变化的空气隙。空气隙的等厚干涉条纹是一组明暗相间的同心环。该干涉条纹最早被牛顿发现，所以称为牛顿环牛顿环【实验原理】牛顿环第十页，共十五页，2022年，8月28日h

在空气厚度为h的地方，上下表面反射的光的光程差为2h+λ/2，其中后一项是“半波损失”。光程差为(2k+1)λ/2处为干涉暗条纹，得到曲率半径计算公式：【实验原理】牛顿环第十一页，共十五页，2022年，8月28日牛顿环【实验内容】测量牛顿环直径，计算平凸透镜曲率半径R。横向改变显微镜筒位置，使叉丝由第12环外向移动直至显微镜叉丝与第12环外切，读取d12，继续朝同一方向移动叉丝至第3环读取d3

；仍按原方向移动叉丝（为防止产生空程差），越过中央暗环，使叉丝由第3环内向移动直至显微镜叉丝与第3环内切读取d‘3，按同样方法读数至d'12

。第十二页，共十五页，2022年，8月28日【数据记录及处理】牛顿环10987654321R(m)

(mm2)d=d2-d1(mm)d2(mm)d1(mm)次数第十三页，共十五页，2022年，8月28日【数据记录及处理】牛顿环曲率半径计算利用逐差法计算R,m-n=5第十四页，共十五页，2022年，8月28日【思考题】牛顿环1、测量牛顿环干涉各环的直径时，若叉丝不通过圆环的中心，因而测量的是弦长而非直径，这对实验结果有