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1、凸透镜曲率半径的测量大学物理实验Instructor:赵伟 Email:凸透镜曲率半径的测量实验目的 实验仪器实验原理实验内容注意事项数据处理实验目的观察光的等厚干涉现象,加深理解干涉原 理学习利用牛顿环干涉原理测定平凸透镜 的曲率半径的方法学习读数显微镜的使用熟悉用逐差法处理数据的方法实验仪器读数显微镜钠光灯牛顿环装置读数显微镜返回目镜物镜上下移动旋钮水平移动旋钮读数标尺读数盘读数显微镜的读数方法主尺的分度值为1mm，测微鼓轮共有100个刻度，其份 度值为0.01mm，可估读到0.001mm。 主尺测微鼓轮15mm0.506mm 最后读数为：15.506mm牛顿环将一曲率半径相当大 的平凸玻
2、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。该干涉条纹最早被牛 顿发现，所以称为牛顿环 （Newton -ring）平凸透镜平板玻璃牛顿环干涉条纹的特点1.分振幅、等厚干涉；2.明暗相间的同心圆环；3.级次中心低、边缘高；4.间隔中心疏、边缘密；5.同级干涉，波长越短,条纹越靠近中心。 实验原理等厚干涉平行光照射到薄介质上，介质 上下表面反射的光会在膜表面处发 生干涉。介质厚度相等处的两束反 射光有相同的相位差，也就具有相 同的干涉光强度，这就是等厚干涉 。 实验原理半波损失波传播过程中，遇到波疏 介质反射，反
3、射点入射波与反射波 有相同的相位。波由波密介质反射 ，反射点入射波与反射波的相位差 ，光程差为/2，即产生了半波损失 。 对光波说，来自大折射率介质的 反射具有半波损失。 返回实验原理光程差：第k级暗条纹的半径为:由干涉条件:明环暗环由图可见:实验原理 由于脏物的存在，那么在暗环条件的公式中 就多一项光程差 ,为消除这种误差,采用下列 方法对于第m圈暗环半径 对于第n圈 实验原理dA1dA2dB2dB1Dk+mDk实验内容1.启动钠光灯电源。2.调整读数显微镜半反镜，使目镜中看到均匀 明亮的光场。转动读数鼓轮,使显微镜大约在 主尺中间位置.3.调节显微镜目镜,使能看清”十”字叉丝. 4.调节牛
4、顿环仪上的三个螺钉,使干涉条纹呈 圆形,并位于透镜中心。把牛顿环放在显微镜 的载物台上.5.调节显微镜筒至最低位置,尽量靠近牛顿环 装置,但不能碰到该装置.然后慢慢往上调节, 直到看到清晰的牛顿环的图样.移动牛顿环装 置,使”十”字叉丝的交点在牛顿环中心,同时转 动目镜,使横向叉丝平行于主尺.实验内容6.转动读数鼓轮使叉丝超过第33环，然后 倒回到 30环向后移动,当十字准线竖线 与30环外测相切时,记录读数显微镜上的 读数,然后继续转动鼓轮,使竖线依次与 29,28,27,26,25 24,23,22,21环外测相 切,并记录读数.过了21环后继续转动鼓 轮,越过干涉圆环中心,记录十字准线与 右边21,2230环外切时的读数. 7.数据记录表格,并分别求出第 30.29,28,27,26,25 24,23,22,21的半径 .数据记录表格( ( ( (注意事项1.在测量时，读数显微镜的测微鼓轮应沿一 个方向转动，中途不可倒转。2.环数不可数错，在数的过程中发现环数有 变化时，必须重测。3.显微镜对牛顿环调焦时,应把显微镜筒降到 最低点,然后从上而下慢慢调焦,以防止与玻 璃板碰撞.4.为保护仪器，不要将牛顿环调节螺丝旋得 过紧。5.测量中，应保持桌面稳定，不受振动，不 得触动牛顿环装置，否则重测。数据处理返回目录页曲率半径计算误差分析曲率半径计算
