等厚干涉—牛-顿-环-和-劈-尖10

实验名称：等厚干涉牛顿环和劈尖姓名 学号 班级 评 分桌号 教 室 第一实验楼614 日期 2 0年月日时段 一、实验目的 1. 观察等厚干涉现象，了解其特点。 2. 学习用等厚干涉测量物理量的两种方法。 3. 学习使用显微镜测量微小长度。二、实验仪器及器件牛顿环装置，平板光学玻璃片，读数显微镜，钠光灯，待测细丝（请自带计算器）。三、实验原理1.等厚干涉 （简述原理、特点和应用）2. 牛顿环产生原理牛顿环装置 3. 曲率半径测量(1)推导曲率半径计算公式(2) 实际测量公式（P240，式）的考虑和导出4. 劈尖干涉：如图，当用单色光垂直入射时，空气劈尖上下表面反射的两束光将发生干涉，从而形成干涉条纹，条纹为平行于两玻片交界棱边的直线。根据光的干涉原理，得细丝的直径（或薄片的厚度）D其中：为n条条纹的间距；L为从玻片交界处到细丝处距离。四、实验内容1. 用牛顿环测凸透镜的曲率半径。实验装置如图所示，其中，M为读数显微镜镜头，P为显微镜上的小反射镜，L为牛顿环装置。（1）借助室内灯光，用肉眼直接观察牛顿环，调节牛顿环装置上的三个螺丝钮，使牛顿环圆心位于透镜中心。调节时，螺丝旋钮松紧要适合，即要保持稳定，又勿过紧使透镜变形。（2）将显微镜镜筒调到读数标尺中央，并使入射光方向与显微镜移动方向一致。放入牛顿环装置，移动显微镜整体方位和P的角度，使视场尽可能明亮。（3）调节显微镜目镜，使十字叉丝清晰。显微镜调焦，看到清楚的牛顿环并使叉丝与环纹间无视差（注意：调焦时，镜筒应由下向上调以免碰伤物镜或被测物）。移动牛顿环装置使叉丝对准牛顿环中心。（4）定性观察待测圆环是否均在显微镜读数范围之内并且清晰。（5）定量测量：由于环中心有变形，应选择10级以上的条纹进行测量。如取m-n=25，则分别测出第50级到第41级，第25级到第16级各级的直径，然后用逐差法处理数据，求出曲率半径R。并给出完整的实验结果。测量时应注意避免螺旋空程引入的误差，这要求在整个测量过程中，显微镜筒只能朝一个方向移动，不许来回移动。特别在测量第50级条纹时，应使叉丝先越过50级条纹然后返回第50级开始读数并依次沿同一方向测完全部数据。2. 用劈尖测细丝直径（1）用两块平行板夹细铜丝或头发丝等被测物制成劈尖，劈尖放在载物台上，调焦得到清晰的条纹且无视差。调整劈尖位置，使干涉条纹与棱边平行。转动劈尖使条纹与显微镜移动方向垂直。（2）测量n30个条纹的间距和L，计算出D值。并给出完整的实验结果。五、实验记录及数据处理1.牛顿环实验数据处理（见下页附表1）级数K=50K=49K=48K=47K=46K=45K=44K=43K=42K=41左位置右位置(mm)级数K=25K=24K=23K=22K=21K=20K=19K=18K=17K=16左位置右位置(mm)R(mm)(mm)（写出计算公式及结果）(mm)实验数据表格12.劈尖实验数据处理实验数据表格2物理量次数(mm)( nm)(mm)(mm)123平均五、注意事项1.钠光灯在工作时不要随便移动，以免震坏灯丝。关灯后，应等待10分钟后才能再次启动。2.测量时，应尽量使叉丝对准条纹中心时读数3.劈尖实验中，当薄片较厚时，在靠近薄片处干涉条纹可能很模糊甚至消失，因此应选择靠近棱边附近的清晰条纹测量。六、课后作业题1.实验中，除讨论的两表面反射光外，其它表面所反射的光之间能否产生干涉？为什么？2.在牛顿环中，如果透镜球面有微小的凹凸，则该处空气薄膜厚度和干涉条纹如何畸变？（可画图说明）3. 在劈尖中，如果透镜球面有微小的凹凸，则该处空气薄膜厚度和干涉条纹如何畸变？（可画图说明）