文档介绍：用牛顿环测透镜曲率半径
徐州工程学院
物理实验中心
;
;
;
。
一、实验目的
17世纪初,物理学家牛顿发现,用一个曲率半径大的凸透镜和一个平面玻璃相接触,用白光照射时,其接触点出现明暗相间的同心彩色圆圈,用单色光照射,则出现明暗相间的单色圆圈。这是由于光的干涉造成的,
这种光学现象被称为
“牛顿环”。
(Newton -ring)
二、实验原理
牛顿环干涉条纹的成因
曲率半径较大的平凸透镜A放在一块光学玻璃C上,A、C之间形成一厚度变化的空气层。空气层厚度从中心接触点到四周边缘逐渐增加,若单色光垂直照射到A上,则一部分在空气隙的上表面反射,一部分在空气隙下表面发射,两束反射光产生光程差,在凸面相遇发生干涉,空气层厚度相等的点形成一系列同心圆,所以干涉条纹是明暗相间,间隔逐渐减小的同心圆。在空气厚度为e的地方,上下表面反射的光的光程差为2e+λ/2,其中前一项为几何光程差,后一项是“半波损失”。
A
C
第k级暗条纹的半径为:
光程差:
由干涉条件:
明环
暗环
由图可见:
牛顿环干涉条纹的特点
、等厚干涉;
;
、边缘密;
,波长越短,
条纹越靠近中心。
牛顿环测透镜曲率半径的原理
Dk+m
Dk+n
①透镜凸面与平板玻璃表面间并非理想的点接触,难以准确判断干涉级次k及环的圆心位置;
②读数显微镜目镜中的‘十字叉丝’不易做到与干涉条纹严格相切。
③镜面灰尘导致附加厚度,引起附加差,需要校正
测量时不用
原因:
dA1
dB2
dB1
dA2
三、实验仪器
读数显微镜钠光灯牛顿环
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
读数显微镜由显微镜
与移动测量装置组成
显微镜由目镜、分划板
和短焦距物镜组成
显微镜调焦
第一步:旋转目镜,使十字叉丝成象在明视距离处。
第二步:调节上下移动旋钮,使物成象在与叉丝象相同的平面上。