文档介绍：,加深对等厚干涉现象的认识。。。。、牛顿环、钠光灯。三、实验原理当一块曲率半径很大的平凸透镜的凸面放在一块光学平板玻璃上,在透镜的凸面和平板玻璃间形成一个上表面是球面,下表面是平面的空气薄层,其厚度从中心接触点到边缘逐渐增加。离接触点等距离的地方,厚度相同,等厚膜的轨迹是以接触点为中心的圆。如图3-17-2所示,当透镜凸面的曲率半径R很大时,在P点处相遇的两反射光线的几何程差为该处空气间隙厚度和的两倍,即2nd。又因这两条相干光线中一条光线来自光密媒质面上的反射,另一条光线来自光疏媒质上的反射,它们之间有一附加的半波损失,所以在P点处得两相干光的总光程差为:光线垂直入射时:22????nh空气的折射率1?n,当光程差满足:)1........(...................3,2,1,0........(2)12(.....,.........3,2,1.........22????????????暗环)明环)(kkkkh???设透镜L的曲率半径为R,r为环形干涉条纹的半径,且半径为r的环形条纹下面的空气厚度为h,则由图中的几何关系可知:hhRRr2)(222R????因为R远大于h,故可略去2h项,则可得:Rrh22?)2........(...................3,2,1,0........(2)12(.....,.........3,2,1.........2222????????????暗环)明环)(kkkkRr???R——平凸透镜的曲率半径,r—干涉环的半径,λ——入射光的波长。由此可得,牛顿环的明、暗环半径分别为:).(.).............3,2,1,0.......(22akkRRhrk,暗环????)(明环bkRkRhrk.....).........,......,3,2,1.......(.)21(22??????式中k为干涉条纹的级数,rk为暗纹的半径,rk′为第k级亮环的半径。hrR????n图1牛顿环测量装置以上两式表明,当?已知时,只要测出第k级亮环(或暗环)的半径,就可计算出透镜的曲率半径R;相反,当R已知时,即可算出?。观察牛顿环时将会发现,牛顿环中心不是一点,而是一个不甚清晰的暗或亮的圆斑。其原因是透镜和平玻璃板接触时,由于接触压力引起形变,使接触处为一圆面;又镜面上可能有微小灰尘等存在,从而引起附加的程差。这都会给测量带来较大的系统误差。我们可以通过测量距中心较远的、比较清晰的两个暗环纹的半径的平方差来消除附加程差带来的误差。假定附加厚度为a,则光程差为:2)12(2)(2????????kah则akh???2?将h代入(3)可得:RakRr22???取第k、m、级暗条纹,则对应的暗环半径为??RkRrk22??,??RRmkrmk2)(2????将两式相减,得?mRrrkmk???22。由此可见22nkrr?与附加厚度a无关。由于暗环圆心不易确定,故取暗环的直径替换,因而,透镜的曲率半径为:??mDDmmkrrRkmkkmk4)[(42222????????