文档介绍：化工0503班21宋晓瑜牛顿环实验论文牛顿环实验装置:读数显微镜(JCD3型)牛顿环装置钠光灯牛顿环的原理:牛顿环实验装置通常是由光学玻璃制成的一个平面和一个曲率半径较大(+)的球面组成,在两个表面之间形成一劈尖状空气薄层,薄层由凸透镜与平面镜的接触点向四周逐渐的增厚。当凸面向下放置,当单色光垂直入射时,在透镜的凸表面相遇时就会发生干涉现象,空气膜厚度相同的地方形成相同的干涉条纹,这种干涉称作等厚干涉。在干涉条纹是以接触点为中心的一系列明暗相间的同心圆环,称牛顿环。牛顿环的形成由于凸透镜凸表面空气层一点处的反射光和玻璃板表面空气层一点的反射光在相遇点处发生干涉,在该处产生等厚干涉条纹。按照波动理论,设形成牛顿环处空气薄层厚度为d两束相干光的光程差为:△d=2d+λ/2=kλ。当适合下列条件时有△d=2d+λ/2=kλ(K=1,2,3,...)此点处为光加强点△d=2d+λ/2=(2k+1)λ/2 (K=1,2,3,...)此点处为光减弱点式中λ为入射光的波长,λ/2是附加光程差,他是由于光在光密介质面上反射时产生的半波损失而引起的。(玻璃为光密介质)由公式(2)得,当K=0时,d=0,这就是平面玻璃和平凸透镜接触点处的条纹为暗纹的原因。光程差Δd仅与d有关,所以厚度相同的地方干涉条纹相同。由几何关系,(因水平问题,没有作图)在干涉点可得:R2=(R-d)2+r2=R2-2Rd+d2+r2(R为凸透镜半径长度,d为空气层薄膜厚度,r为环所在的半径)因为R>>d所以得(忽略d2)上式表明d与成正比,说明离中心越远,光程差增加越快,干涉条纹越来越密。由公式计算得:以暗环为例,当测得较远的第K级和第K+M级的暗环直径和时,由得这样可以计算得凸透镜半径长度R。实验观察:牛顿环在显微镜下为同心圆环,并且随着环半径的增加,环变得越来越密。并且环的厚度也在不断减小(还未理解)。数据处理结果:R=+(K=2)