文档介绍：实验十一用牛顿环测凸透镜的曲率半径
P 185-187
一、实验目的
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
现象
二、实验仪器
读数显微镜
光源(钠光灯)
牛顿环(R ≈ 855mm)
牛顿环的结构包括一个曲率半径很大(R ≈ 855mm)的平凸透镜和一块平玻璃板,在平凸透镜和平玻璃板之间产生空气薄膜,当单色平行光垂直入射到牛顿环时,可获得等厚干涉条纹。
平凸透镜
平玻璃板
螺钉
螺钉
空气薄膜
钠光灯
钠光灯是一种气体放电光源,。
实验中可取
钠光灯必须与镇流器串联、在额定电压与额定电流下使用。
钠光灯要尽量连续使用。
实验光路布置
三、实验原理
曲率半径很大的平凸透镜的凸面和平板玻璃之间形成自中心向外逐渐变厚的空气薄层。当入射光垂直地射向平凸透镜时,透镜下表面(凸面)所反射的光和平板玻璃上表面所反射的光互相干涉,形成干涉条纹。如果光束是单色光,我们将观察到明暗相间同心环形条纹;如果是白色光,将观测到彩色条纹。这种环形干涉条纹叫牛顿环。
r
R
e
分析光程差,取 n=1, (考虑半波损失)
目标: 消去e 计算环的半径 r (why ?)
当λ已知时,只要测出第m级暗环(或亮环)的半径,即可
算出透镜的曲率半径R。反之亦然。
考虑到玻璃的弹性形变(会导致附加的光程差)及环心位置
不易确定,采用逐差的方法可消除附加的光程差的影响,采用
测量直径以避免确定环心的位置。
透镜半径的测量表达式为:
任意两环的半径平方差同干涉级以及环序数无关,而只跟两个环的序数之差有关。