牛顿环实验装置说明书

1、精品文档SGH 一 1 型牛顿环实验装置使用说明书 天津港东科技发展有限公司目录1用途 12仪器构成 13主要技术指标 24实验原理 25实验 45. 1光路调节 45. 2测量和计算 55. 3注意 61 用途SGH 一 1 型牛顿环实验装置是一种观测牛顿环干涉的教学仪器。可用于大专院校物理实验室学 生分组实验。2 仪器的构成如图 l 所示，整套装置主要由读数显微镜(1)、钠灯 (2)、调焦旋钮 (3)、底座 (4) 、“牛顿环” (5) 、半透半反镜 (6)和与钠灯适配的镇流器 (7)组成。图13 主要技术指标显微镜放大率： 2 0倍分划板测量范围： 8 mm测量精度： 0 01 mm牛顿

2、环平凸透镜曲率半径： 868 5mm钠灯功率： 20W电源： 22 0V ，5 0Hz4 实验原理一个曲率半径很大的平凸透镜，以其凸面朝下，孜在一块平板玻璃上，如图 2 所示，二者之间形成从中心向周边逐渐增厚的空气膜。若对透镜垂直投射单色平行光，则空气膜下缘面与上缘面反射的光就会在空气膜上缘面附近相遇而干涉，出现以玻璃接触点为中心的一系列明暗相 间的圆环，即牛顿环。设透镜曲率半径为 R,与接触点0的相距，.处的膜厚度为d,则：2 2 2 2 2R=(R-d) r R 2Rd d r2r因R远大于d,所以d2可略去，得d R光线垂直入射，几何程差为2d,还要考虑光波在平面玻璃上反射会有半波损失，

3、从而带来的附加程差，所以总程差2d -2产生暗环的条件是(2m1)一(m=1 、2、3、.)2其中m为干涉级。综合以上三式，第m级暗环半径(4 1)rm . mR实际上，由于两镜面接触点之间难免存在细微的尘埃，使程差产生难以确定的变化，中央暗点可变 为亮点或若明若暗；再者，接触压力引起的玻璃形变会使接触点扩大成一个接触面，以致接近圆心 处的干涉条纹也是宽阔而模糊的。这就给册带来某种程度的不确定性。根据式 (4 1)2rmmR2rn nR两式相减得2 2rmrnR(m n)所以2 2rm rn(m n)(4-2)因m和n有着相同的不确定程度， 利用m一 n这一相对性测量恰好消除了由绝对测量的不确

4、定性带来的误差。5 实验5. 1光路调节将读数显微镜装在架上，接通钠灯电源后红过大约5分钟灯泡发出较强的钠黄光，然后转动半透半反镜的镜框，使镜面与显微镜光轴成45角，钠黄光被反射到牛顿环套件上，显微镜视场即出现一系列明暗相间的同心环。在用手钮锁紧45镜子后，利用“牛顿环”套件上的左前、右前和中后3个调节手钮配合调节，使干涉环的环心与调到显微镜分划板中心的十字叉丝的交点重合，转动目镜,对分划板聚焦，然后转动调焦手钮3，直到视场内干涉环普遍清晰，并且与叉丝之间无视差。消视差调节必须耐心地配合目镜调焦仔细操作。5. 2测量和计算转动读数显微镜鼓轮，将分划板叉丝移到环心右侧，读出并记录第5至1 4环每一环的位置Lm Ln,再测出并记录环左侧第 5至14环的位置Lm L.(见表1)。表1右环各环 位置读数L5L6L7L8L9L10L11L12L13L14左环各环 位置读数L5L6L7L8LgL10L11L12L13L14直径Di根据表I所得直径Di数据，算出10个牛顿环半径rm和rn，以逐差法取 mn=5计算出5个2 2(rm rn )值，取平均值代入式(4 2)即得页。在估算其不确定度时，把(取589. 3nm)视为常量。