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1、沈阳城市学院,物理实验报告,物理实验室制,1,2,请认真填写,实验原理（注意：原理图、测试公式）,牛顿环 将一曲率半径相当大的平凸玻璃透镜 放在一平面玻璃的上面，则在两者之间形成一个厚度随直径变化的空 气隙。 空气隙的等厚干涉条纹是一组明暗相 间的同心环。,如图所示，在平板玻璃面 DCF 上放一个曲率半径很大的平凸透镜 ACB，C 点为接触点，这样在 ACB 和 DCF 之间，形 成一层厚度不均匀的空气薄膜，单色光从上方垂直入射到透镜上，透过透镜，近似垂直地入射于空气膜。分别从 膜的上下表面反射的两条光线来自同一条入射光线，它们满足相干条件并在膜的上表面相遇而产生干涉，干涉后,的强度由相遇的两
2、条光线的光程差决定，由图可见，二者的光程差等于膜厚度e 的两倍，即,此外，当光在空气膜的上表面反射时，是从光密媒质射向光疏媒质，反射光不发生相位突变，而在下表面反射时， 则会发生相位突变，即在反射点处，反射光的相位与入射光的相位之间相差 ，与之对应的光程差为/2 ，所以,相干的两条光线还具有/2 的附加光程差，总的光程差为,。,在实验中，我们选择两个离中心较远的暗环，假定他们的级数为m 和n，测出它们的直径 dm = 2rm，dn = 2rn，有,由此得出 从这个公式可以看出，只要我们准确地测出某两条暗纹的直径，准确地数出级数 m 和n 之差（m-n） （不必确定圆心也不必确定具体级数m 和n
3、），即可求得曲率半径R。,3,实验内容及步骤 点燃钠光灯，放好牛顿环仪，待钠光灯发光正常后，调平玻片 与水平成 45，使目镜视场中充满黄光。调目镜使十字叉丝清 晰，横丝与镜筒移动方向平行。 调焦：使镜筒自下而上的移动， 看清干涉条纹并观察其分布。叉丝中心与牛顿环中心对准。 转动读数鼓轮, 让十字准线竖线从中央缓慢向左移至 32 环， 然后反方向自 32 环向右（或向左）移动，当十字准线竖线与 30 环外侧相切时，记录读数显微镜上的位置读数 x30 然后继续转动 鼓轮，使竖线依次与 29-10 环外侧相切，并记录读数。过了 10 环后继续转动鼓轮，直到十字准线竖线回到牛顿环中心，核 对该中心是否
4、是 k = 0。继续按原方向转动读数鼓轮，越过干涉 圆环中心，记录十字准线与右边（或左边）第 10-30 环内切时 的读数。 3.将数据输入 excel 表格，导出最后的数据。,4,实验数据记录（注意：单位、有效数字、列表）,请认真填写,5,数据处理、误差分析和实验结论,mn,222,1、计算D D 31.013（ mm ）,mn,2、D2 D2 不确定度：,2,22,2,2,mn im,n,A,D D, ,6 1, i,（,D D ）, 0.166206（ mm2 ）,2, 0.005 （ mm ）,XAB,222,B 0.166281（ mm ）,3、计算平凸透镜的曲率半径 R 及不确定度:,D2 D2,曲率半径R ,mn 4(m n),877.125 mm (其中（m n) 15 ),R,不确定度 ,X 4(m n), 4.703 mm,R R R 8775 mm,6,实验思考与建议 1、在本实验中若牛顿环中心是亮斑而非暗斑,对实验结果是否有 影响?为什么? 没有影响，因为使用逐差法计算结果。,2 、为什么相邻两暗条纹(或亮条纹)之间的距离,靠近中心的要 比边缘的大? 随着不断向外，凸镜的斜面增大。,请在两周内完成，交教师批阅,7,8,附件：（实验曲线请附在本页）,
