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1、实验14 牛顿环和劈尖的等厚 干涉 理学院大学物理实验中心 2012年9月 一 实验目的 (1)学会使用读数显微镜 (2)掌握用牛顿环测量凸透镜的曲率半径 (3)掌握劈尖干涉测量劈尖的劈角 二 仪器介绍 读数显微镜 目镜 调焦手轮 物镜标尺 压片夹 锁紧圈 测微 手轮 反光镜 45反 射镜 牛顿环 劈尖 仪器介绍 钠光灯 钠光灯的相关介绍 ,参考课本P41,钠 光灯使用时需预热 510分钟,钠光为 黄色光,波长为 589.3 nm。 钠光灯开关 三 实验原理 牛顿环等厚干涉示意图 实验原理 劈尖等厚干涉示意图 四 实验内容与步骤 读数:27+0.0148.5=27.485 mm (一) 读数显
2、微镜的读数方法 (二) 空程误差 空程误差表现为 :当测微手轮反 向转动时,镜筒 或目镜中的十字 叉丝不会立即跟 着移动,而是过 一会再移动。 1、打开钠灯,预热 35分钟,保证钠灯 的窗口对准显微镜的 45反射镜。调整反 光镜使目镜视场明亮 。 反光镜朝向发光口 (三) 牛顿环实验步骤 1 对准光路 2 调节目镜的十字叉丝,镜筒位于标尺中间 转动测微手轮,将镜筒置于标尺25 mm位置。 3 旋转目镜使十字叉 丝的清晰 转动目镜筒使叉丝的横丝与标尺 平行,用锁紧螺丝固定目镜。 将反光镜调到背光位置 1 2 日光灯下观察到彩色的同心 圆环,调节三颗螺丝使同心 圆环位于中心位置。 调节 螺丝 3
3、牛顿环调至中心位置 旋转手轮,镜筒调至最低 注意别压碎牛顿环。 反向旋转手轮聚焦,看到 清晰圆环。 移动牛顿环,使十字 叉丝对准圆心 下调镜筒上调镜筒 4 聚焦,使十字叉丝对准环心 5 测量暗纹位置 正向转动手轮,保证竖丝与暗环相 切,数到右侧第72暗环。 反向转两个暗环,到右侧第70暗环,记下此时的 读数(反向转动是为了消除空程误差),此后一 直沿着该方向转动手轮,即镜筒一直沿着红色箭 头方向移动。 依次记下右侧第6020暗环 位置,然后叉丝又过圆心。 沿着红色箭头方向,依次 记下左侧第2070暗环位置 。 左侧第70暗环位置: 17.179mm 正转 反转 (四) 劈尖实验步骤 1、镜筒置
4、于 25mm位置。 2、镜筒置于最低点, 然后向上转动调焦手 轮,聚焦。 3、转动手轮,使叉丝 竖线对准任一暗纹中 央或相切,此即第0个 条纹位置。然后沿着 红色箭头方向,每4个 暗纹,记一个读数, 直到第36条暗纹。 注意:测量的条纹 应选远离头发丝或 纸条的一端,否则 误差太大。 0 1 243 4、将数据记录表格,计算相邻暗纹距离,最后计算劈尖角。 (五) 实验注意事项 1、镜筒先放到最低点再上调,防止损坏牛顿环和物镜。 2、测量过程沿着同一方向转动测微手轮,防止空程误差 。 3、数暗环时要仔细,容易数错,每到读数的时候要慢慢 转动手轮,防止转过。 4、劈尖条纹要先调平行,选择劈角附近的条纹测量,因 为头发丝或纸片一端条纹测量误差偏大。 5、整理仪器,填写实验运行记录本。 五 数据记录与处理 逐差法:数据沿红 线分成上下两组, 保证m-n=30 m n U(R )不确定度计算 劈尖角计算 代入公式计算 数据沿红线分成两组,绿框 和篮筐各一组,对应相减得 到20L,然后求平均,再除 以20,得到相邻暗纹距离。 六 思考题 1、牛顿环的干涉条纹是如何形成的?其条纹特征 是什么? 2、在牛顿环数据计算中为什么要采用m-n=30环? 这样处理有什么优点? 3、实验中观察劈尖干涉的等厚条纹有时是倾斜的 ,其影响因素有哪些? 版权归实验中心所有,禁止转载