用牛顿环测定透镜曲率半径.ppt

文档介绍：用牛顿环测定透镜曲率半径
光的等厚干涉——牛顿环、劈尖






用牛顿环测定透镜曲率半径
同济大学物理实验室
17世纪初，物理学家牛顿在考察肥皂泡及其他薄膜干涉现象时，把一个玻璃三棱镜压在一个曲率已知的透镜上，偶然发现 干涉圆环，并对此进行了实验观测和研究。
他发现，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”。
用牛顿环测定透镜曲率半径
同济大学物理实验室
托马斯·杨是波动光学的奠基者之一。
他发现利用透明物质薄片同样可以观察到干涉现象，进而引导他对牛顿环进行研究，他用自己创建的干涉原理解释牛顿环的成因和薄膜的彩色，
并第一个近似地测定了七种色的光的波长，从而完全确认了光的周期性，为光的波动理论找到了又一个强有力的证据。
用牛顿环测定透镜曲率半径
同济大学物理实验室
牛顿环干涉条纹的成因
光程差：
第k级暗条纹的半径为:
由干涉条件:
明环
暗环
由图可见:
用牛顿环测定透镜曲率半径
同济大学物理实验室
牛顿环干涉条纹的特点
、等厚干涉；
；
、边缘高；
、边缘密；
，波长越短,
条纹越靠近中心。
用牛顿环测定透镜曲率半径
同济大学物理实验室
牛顿环测透镜曲率半径的原理
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；
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。
测量时不用
原因：
dA1
dA2
dB2
dB1
Dk+m
Dk
用牛顿环测定透镜曲率半径
同济大学物理实验室
读数显微镜
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
用牛顿环测定透镜曲率半径
同济大学物理实验室
读数显微镜的成像光路
F1
F1
F2
F2
f1
f2
△
L
视角放大率：
　　M = △／f1 f2
目镜
物镜
叉丝平面
明视距离
用牛顿环测定透镜曲率半径
同济大学物理实验室
显微镜调焦第一步：旋转目镜
F1
F1
目镜
物镜
叉丝平面
明视距离
F2
F2
F2
F2
F2
F2
使十字叉丝成象在明视距离处
用牛顿环测定透镜曲率半径