1、等厚干涉测曲率半径,简介,牛顿环是一种光的等厚干涉现象。牛顿对牛顿环作了精确的定量测定，可以说已经走到了光的波动说的边缘，但由于过分偏爱他的微粒说，始终无法正确解释这个现象。直到19世纪初，英国科学家托马斯杨才用光的波动说完满的解释了牛顿环现象。,等厚干涉,单色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。在介质厚度相等的各点，两束反射光有相同的相位差，具有相同的干涉光强度，形成同一个干涉条纹，这就是等厚干涉。,实验目的,观察牛顿环干涉条纹的特点，加深对光的波动性的认识。掌握利用牛顿环测量平凸透镜曲率半径的方法。学习使用读数显微镜。,牛顿环,将一曲率半径相当大的平凸玻璃透镜放
2、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）,实验原理,平凸透镜的曲率半径计算,在空气厚度为e的地方，上下表面反射的光的光程差为2e+/2，其中前一项为几何光程差，后一项是“半波损失”。,实验原理,实验原理,实验内容,实验公式,测量牛顿环直径，计算平凸透镜曲率半径R。,仪器介绍,钠灯 平凸透镜 读数显微镜,钠灯,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。钠光在可见光范围内两
3、条谱线的波长分别为589.59nm和589.00nm。这两条谱线很接近，所以可以把它视为单色光源，并取其平均值589.30nm为波长。,平凸透镜,平凸透镜与平板玻璃组合成牛顿环实验样品。,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,操作要点,仪器布置 观测牛顿环 测量直径,仪器布置,观测牛顿环,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。,测量牛顿环直径,取m=25，n
4、=10。选择暗条纹测量，横向改变显微镜筒位置，按顺序数出暗环的环数，直至30环，然后反转至25环（这一步很重要），读取d左（25）位置，继续朝同一方向移动叉丝边移动边读数至第6环d左（6） ；仍按原方向移动叉丝（为防止产生空程差），越过中央暗环，按同样方法读取d右（6）至d右（25） ；列表并求出暗环的直径：D2i+10-D2i，其中i从25到6。,数据处理,数据记录（可参照书中表格自行设计表格） 曲率半径计算 不确定度评定,曲率半径计算,不确定度评定,按照书本要求取m-n=10，将数据分成10组，求出曲率半径R。 由传递关系计算R的不确定度。 不确定度有效数字取1位。,数据处理,读数显微镜的空程误差,属系统误差，由螺母与螺杆间的间隙造成；消除方法：测量时只往同一方向转动螺尺,
