大学物理实验光的干涉

1、实验目的 1 1、通过实验掌握显微镜的使用方法。2 2、掌握用牛顿环装置测量凸透镜 曲率半径的方法。3 3、学会用空气劈 尖装置测量微小 物体的厚度。把曲率半径很大的凸透镜放在光学平玻璃板上，当用适当的光照射时，透镜与玻璃平板接触处就会出现一组同心环状条纹，这种现象称牛顿环。牛顿环平凸透镜平板玻璃显微镜LRrd半透半反镜T实验原理牛顿环钠光灯RrkRrk2JRrJ2JkrrRJk22DJkDDRJk422空气劈尖1n1n将两片玻璃板与待测样品按图中摆放。因空气层的存在使穿过玻璃板的光产生光程差，进而产生明暗相间的条纹。实验原理空气劈尖MHTL劈尖头b22bLNH21kkhhLn1nH劈尖干涉n

2、n 12/nb21222khkk2322211khkk实验仪器 实验注意事项1.1.读数时叉丝应对准干涉暗环的中心。2. 2. 注意读数不要数错，测量时应向一个方向转动，防止空程误差，否则数据全部作废。3.3.测量过程中防止震动引起干涉条纹的变化。4.4.实验时要将读数显微镜台下的反射镜翻转过来，不要让光从窗口经反射镜把光反射到载物台上，以免影响对暗环的观测。实验准备 1.打开钠光灯，移动打开钠光灯，移动显微镜显微镜，使视野被，使视野被均匀均匀照亮。照亮。2.转动转动目镜目镜（对目镜调焦），使观察到的叉丝最（对目镜调焦），使观察到的叉丝最清楚。清楚。3.柠松柠松目镜止动螺丝目镜止动螺丝，转动叉

3、丝使叉丝呈，转动叉丝使叉丝呈正十字正十字形状（考虑一下这样做的目的）。调节好后，形状（考虑一下这样做的目的）。调节好后，拧紧拧紧目镜止动螺丝。目镜止动螺丝。5.5.将待测物体（将待测物体（纸条或头发丝纸条或头发丝）沿右图方向插入玻璃之间（沿右图方向插入玻璃之间（靠近靠近玻璃一侧边缘玻璃一侧边缘）制成空气劈尖，）制成空气劈尖，注意：螺丝应该松开。注意：螺丝应该松开。4.4.通过肉眼观察，调节牛顿环上通过肉眼观察，调节牛顿环上的的螺钉螺钉，将黑点调至，将黑点调至中心中心。牛顿环测曲率半径 数据表格（k-j=5）nm3 .589R(mm)R(mm)D Dk k 2 2-D-Dj j2 2 (mm(m

4、m2 2) )7 712128 813139 914141010151511111616|D|Dk k 2 2-D-Dj j2 2| |( mm( mm2 2）D Dj j(mm)(mm)右j j(mm)(mm)左j j(mm)(mm)环数j jD Dk k（mmmm）右k k(mm)(mm)左k k(mm)(mm)环数k kjkDDRjk4221.1.将牛顿环放置在显微镜载物台上，使显微镜位将牛顿环放置在显微镜载物台上，使显微镜位于标尺中部附近（约于标尺中部附近（约25mm25mm处）。处）。2.2.调节调节调焦鼓抡调焦鼓抡，使显微镜，使显微镜自下而上自下而上缓缓上升，缓缓上升，看到清晰的干

5、涉条纹，移动牛顿环使干涉环中看到清晰的干涉条纹，移动牛顿环使干涉环中心与叉丝中心重合。心与叉丝中心重合。测量牛顿环的曲率半径测量牛顿环的曲率半径3.3.转动转动测微手轮测微手轮使叉丝从中心位使叉丝从中心位置向右（左）移动，数置向右（左）移动，数2020圈暗圈暗条纹后倒转，记录第条纹后倒转，记录第16-716-7圈暗圈暗条纹的位置；沿同一方向继续条纹的位置；沿同一方向继续移动记录中心左（右）侧第移动记录中心左（右）侧第7-7-1616圈暗条纹的位置。（记录时圈暗条纹的位置。（记录时显微镜不能倒转。）显微镜不能倒转。） 0选作实验：观察白光牛顿环现象1.将显微镜置于标尺将显微镜置于标尺边缘边缘，移

6、动使劈尖边缘处于显微镜，移动使劈尖边缘处于显微镜正下方。正下方。调节调节调焦鼓轮调焦鼓轮，使显微镜，使显微镜自下而上自下而上缓缓上升，缓缓上升，看到清晰的干涉条纹，随时调整角度看到清晰的干涉条纹，随时调整角度对准对准钠光源。钠光源。2.2.转动转动测微手轮测微手轮，使显微镜筒沿主尺移动，保证，使显微镜筒沿主尺移动，保证劈尖头劈尖头（玻璃边缘）（玻璃边缘）、样品边缘样品边缘及之间的及之间的所有条纹所有条纹都能看到。都能看到。利用空气劈尖测样品厚度利用空气劈尖测样品厚度3.3.测量（两种方法任选一种）：测量（两种方法任选一种）：2)1(NH1 1）测量第）测量第一一条条暗暗纹坐标纹坐标( (M M

7、1 1) )，第，第1010条条暗暗纹坐标纹坐标( (M M1010) )，第，第110110条条暗暗纹坐标纹坐标( (M M110110) )以及以及最后一条最后一条暗纹坐标暗纹坐标( (M Ms s) )。利用。利用以下公式计算。以下公式计算。2bLH 1MMLs100/MMb101102 2）从两玻璃片的交线处开始，至待测物体边缘，数出）从两玻璃片的交线处开始，至待测物体边缘，数出暗暗纹条数纹条数N N，计算样品厚度。，计算样品厚度。RrkRrk2JRrJ2JkrrRJk22DJkDDRJk422实验原理空气劈尖MHTL劈尖头b1.将显微镜置于标尺将显微镜置于标尺边缘边缘，移动使劈尖边缘

8、处于显微镜，移动使劈尖边缘处于显微镜正下方。正下方。调节调节调焦鼓轮调焦鼓轮，使显微镜，使显微镜自下而上自下而上缓缓上升，缓缓上升，看到清晰的干涉条纹，随时调整角度看到清晰的干涉条纹，随时调整角度对准对准钠光源。钠光源。2.2.转动转动测微手轮测微手轮，使显微镜筒沿主尺移动，保证，使显微镜筒沿主尺移动，保证劈尖头劈尖头（玻璃边缘）（玻璃边缘）、样品边缘样品边缘及之间的及之间的所有条纹所有条纹都能看到。都能看到。利用空气劈尖测样品厚度利用空气劈尖测样品厚度3.3.测量（两种方法任选一种）：测量（两种方法任选一种）：2)1(NH1 1）测量第）测量第一一条条暗暗纹坐标纹坐标( (M M1 1) )，第，第1010条条暗暗纹坐标纹坐标( (M M1010) )，第，第110110条条暗暗纹坐标纹坐标( (M M110110) )以及以及最后一条最后一条暗纹坐标暗纹坐标