牛顿环实验报告.ppt

牛顿环干涉 北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment 北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment 牛顿环简介 17世纪初，物理学家牛顿在考 察肥皂泡及其他薄膜干涉现象时，把一个玻璃三 棱镜压在一个曲率已知的透镜上，偶然发现 干 涉圆环，并对此进行了实验观测和研究。他发现 ，用一个曲率半径大的凸透镜和一个平面玻璃相 接触，用白光照射时，其接触点出现明暗相间的 同心彩色圆环，用单色光照射，则出现明暗相间 的单色圆环。这是由于光的干涉造成的，这种光 学现象被称为“牛顿环”。 北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment 内 容 实验目的1 实验仪器2 实验原理3 实验内容和要求4 数据记录和处理5 思考题6 北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment 实验目的 1. 观察等厚现象，考察其特点。 2. 掌握一种测量透镜曲率半径的 方法。 3. 学习使用读数显微镜。 北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment 实验仪器 n读数显微镜 n钠灯 n牛顿环 北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment 钠光灯 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条谱线的波长分别 为589.6nm和589.0nm。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 589.3nm为波长。 实验仪器 北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment 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 实验仪器 北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment 牛顿环 平凸透镜与平板玻璃组合成牛顿环实验样 品。 平凸透镜 平板玻璃 实验仪器 北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment 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。该干 涉条纹最早被牛顿发 现，所以称为牛顿环 。 实验仪器 北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment 空气薄层中，任一厚度e处上下表面反射光的干涉条件： 实验原理 北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment 略去e2 各级明、暗干涉条纹的半径： 如波长已知，可用此法求出透镜曲率半径； 反之亦然。 实验原理 北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment 实验内容与要求 1. 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。 2. 被测物体放到载物平台上，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。 北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment 实验内容与要求 3. 取m=15，n=5。横向改变显微镜筒位置，使叉 丝由第15圈外向第15圈移动直至叉丝交点与之重 合，读取C15，继续朝同一方向移动叉丝至第5圈 读取C5 ；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C5 、C15 。 4. 将牛顿环旋转若干角度，重复以上测量共6次 。 北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment 次数123456 C15 C5 C15 C5 D15 D5 单位：mm 牛顿环数据记录表 数据记录和处理 北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment 注意事项 1.调节显微镜的焦距时，应使物镜筒从待测物移 开，使物镜筒自下而上地调节。严禁将镜筒反向 调节，以免碰伤和损坏物镜和待测物。 2.在整个测量过程中，十字叉丝中的一条线必须与 主尺平行，十字叉丝的走向应与待测物的两个位置 连线平行，同时不要将待测物移动。 3.测量中的测微鼓轮只能向一个方向转动，以防因