文档介绍：山东理工大学物理实验报告预****分课堂分报告分总成绩实验名称:牛顿环法测透镜曲率半径姓名:学号:时间代码:实验序号:院系:专业::教师签名:刘玉金仪器与用具:牛顿环仪、钠光灯、读数显微镜实验目的:,。3学会用干涉现象进行干涉计量,用牛顿环测量透镜的曲率半径实验报告内容(原理预****操作步骤、数据处理、误差分析、思考题解答)实验原理:一、牛顿环干涉现象由光波的叠加原理可知,当两列振动方向相同、频率相同而相位差保持恒定的单色光叠加后,光的强度在叠加区的分布是不均匀的,而是在有些地方呈现极大,另一些地方呈现极小,这种在叠加区出现的稳定强度分布现象称为光的干涉。要产生光的干涉现象,应满足上述三个条件,满足这三个条件的光波称为相干光。获得相干光的办法往往是把由同一光源发出的光分成两束。一般有两种方法,一种是分波振面法,一种是分振幅法。分波振面法是将同一波振面上的光波分离出两部分,同一波振面的各个部分有相同的相位,这些被分离出的部分波振面可作为初相相位相同的光源,这些光源的相位差是恒定的,因此在两束光叠加区可以产生干涉。双缝干涉、双棱镜干涉等属于此类。分振幅法是利用透明薄膜的两个表面对入射光的依次反射,将入射光的振幅分割为两部分,这两束光叠加而产生干涉。劈尖、牛顿环的干涉等属于此类,下面介绍牛顿环的干涉原理。如图1所示,将一块曲率较大的平凸透镜的凸面放在一平面玻璃上,组成一个牛顿环装置,在透镜的凸面与平面玻璃片上表面间,构成了一个空气薄层,在以接触点为中心的任一圆周上的各点,薄空气层厚度都相等。因而,当波长为的单色光垂直入射时,经空气薄层上、下表面反射的两束相干光干涉所形成的干涉图像应是中心为暗斑的、非等间距的、明暗相间的同心圆环,此圆环被称为牛顿环。图1牛顿环设平凸透镜的曲率半径为,距接触点半径为的圆周上一点处的空气层厚度为,对应于点产生干涉形成暗纹的条件为(1)由图1的几何关系可看出(2)物理实验中心实验名称:姓名:时间代码:因,上式中的项可略去,所以得(3)将值代入式(11-1)化简得(4)由式(4)可知,如果已知单色光的波长,又能测出各暗环的半径,就可以算出曲率半径。反之,如果已知,测出后,原则上就可以算出单色光的波长。由于牛顿环的级数和环的中心不易确定,因而不利用(4)来测定。在实际测量中,常常将式(4)变成如下的形式:(5)式中和分别为第级和第级暗环的直径。从式(5)可知,只要数出所测各环的环数差,而无须确定各环的级数。而且可以证明,直径的平方差等于弦的平方差,因此就可以不必确定圆环的中心,从而避免了在实验过程中所遇到的圆心不易确定的困难。实验内容打开钠光灯电源,预热10分钟。调节牛顿环仪架上的三个固定镙丝,把牛顿环调至中央位置,然后置于显微镜的载物台上,并使它在镜筒的正下方。把显微镜置于钠光灯前,通过移动钠光灯位置和调节显微镜的半反射镜,使整个显微镜视场中充满钠黄光。调节显微镜目镜,直到能看到清晰的十字叉丝,然后调节物镜调调焦手轮,直到能看到清晰的牛顿环干涉图样。转动测微鼓轮,调叉丝至牛顿环中心位置,然后向左移动至第25级暗纹左侧。这时,再让叉丝缓慢地向右移动,并分别记下叉丝与第20、19、18、17、16级和第10、9、8、7、6级暗条纹左侧外切时的位置坐标,然后让叉丝继续