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牛顿环测透镜曲率半径.ppt

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牛顿环测透镜曲率半径.ppt

上传人:文库新人 2022/3/16 文件大小:3.15 MB

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牛顿环测透镜曲率半径.ppt

文档介绍

文档介绍:现在学****的是第1页,共18页
光的干涉
满足一定条件的两列相干光波相遇叠加,在叠加区域某些点的光振动始终加强,某些点的光振动始终减弱,即在干涉区域内振动强度有稳定的空间分布。
基本知识
现在学****的是第2页,共18页
基现在学****的是第1页,共18页
光的干涉
满足一定条件的两列相干光波相遇叠加,在叠加区域某些点的光振动始终加强,某些点的光振动始终减弱,即在干涉区域内振动强度有稳定的空间分布。
基本知识
现在学****的是第2页,共18页
基本知识
获得稳定干涉的必要条件是:
两束光的频率相同;
两束光的振动方向相同;
在叠加出两束光的振动有恒定的位相差。
两波长相位差为:
λ整数倍→相长,λ/2奇数倍→相消
现在学****的是第3页,共18页
牛顿环的形成
牛顿环
现在学****的是第4页,共18页
光程差
在空气厚度为e的地方,上下表面反射的光的光程差为
其中前一项为几何光程差,后一项是“半波损失”。
r
d
1
2
注意:半波损失是由于光从疏媒质到密媒质的交界面上反射时,发生半波损失而引起的。
现在学****的是第5页,共18页
明暗纹的形成
当适合下列条件时有 :
现在学****的是第6页,共18页
曲率半径的测量
由图可得:
可见离中心越远,光程差增加越快,干涉条纹越来越密
现在学****的是第7页,共18页
曲率半径的测量
由于玻璃的弹性形变,以及接触处不干净的结果,平凸透镜与平面玻璃不可能很理想地只有一点相接触,所以中心地干涉圈就不是一点,而是一个不很规则的圆,测环的半径就不易测量很准确。
现在学****的是第8页,共18页
曲率半径的测量
以讨论暗环为例,当测得远较远的第n级和第m级的暗环直径Dn和Dm时 :
透镜的曲率半径R可用逐差法求得
(参考讲义)
现在学****的是第9页,共18页
仪器布置
现在学****的是第10页,共18页
钠灯灯源
钠光灯是一种气体放电灯。在放电管内充有金属钠和氩气。开启电源的瞬间,氩气放电发出粉红色的光。氩气放电后金属钠被蒸发并放电发出黄色光。
。这两条谱线很接近,所以可以把它视为单色光源,。
注意:钠光灯不能反复开启,从实验开始时打开到实验结束时关闭,中途不得关与开。钠光灯打开后,不能马上使用,应等数分钟,待正常发光后,才能开始调显微镜视场
现在学****的是第11页,共18页
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
现在学****的是第12页,共18页
牛顿环
将牛顿环仪朝向自然光或室内光源,观察牛顿环条纹。调节牛顿环上的螺丝,使松紧适度,并让暗斑处于中心。牛顿环装置上的螺丝不能拧的太紧,以免变形及,曲率半径偏大。
现在学****的是第13页,共18页
仪器调节
光源对准目镜筒上的45°平板玻璃,调节平板玻璃方向,使光垂直照在平凸透镜装置上。此时通过目镜可以看到明亮的黄色背景。
调节目镜清晰地看到十字叉丝,然后由下向上移动显微镜镜筒(为防止压坏被测物体和物镜,不得由上向下移动!),看清牛顿干涉环。
现在学****的是第14页,共18页
直径测量
注意环数不要数错,测量时应向一个方向转动,防止空程误差,否则数据全部作废。
操作动画
现在学****的是第15页,共18页
注意事项
牛顿环仪、劈尖、透镜和显微镜的光学表面不清洁,要用专门的擦镜纸轻轻揩拭。
应尽量使叉丝对准干涉暗环的中央读数。
由于计算R时,只需知道环数差(m-n),故以哪一环为第一环可以任意选择,但一经选定,在整个测量过程中就不能改变。在牛顿环清晰可辨的前提下,对m和n应选取远离园心的环来进行测量。
现在学****的是第16页,共18页
注意事项
注意读数不要数错,测量时应向一个方向转动,防止空程误差,否则数据全部作废。
测量过程中防止震动引起干涉条纹的变化。
实验时要将读数显微镜台下的反射镜翻转过来,不要让光从窗口经反射镜把光反射到载物台上,一面影响对暗环的观测。
测读数据时,要始终沿着一个方向数环数,不能从两个方向读数;要防止漏数环数。
现在学****的是第17页,共18页
数据处理
逐差法
将数据以m-n=10 分成5组,分别求出R,再求其平均值。
作图法
环数k为横轴,Dk2为纵轴,作Dk2 ~k图线,求图线斜率,根据Dk2=4Rλk求R。
现在学****的是第18页,共18页