利用光的干涉测量平凸透镜的曲率半

大学物理实验教案实验项目利用光的干涉测量平凸透镜的曲率半径实验性质验证 实验学 3时实验目的、教学要求实验目的：观察劈尖干涉和牛顿环干涉的现象，加深对光的波动性的感性认识学习用劈尖干涉原理测量细丝的直径学习用牛顿环干涉原理测量球面的曲率半径掌握读数显微镜的调节与使用方法教学要求：加深对光的干涉知识的理解能熟练掌握读数显微镜的调整与使用方法学会利用牛顿环等厚干涉原理测量球面（透镜）的曲率半径实验仪器读数显微镜钠光灯牛顿环教学过程的设计、复习关于光的十涉的知识光的干涉现象及产生光的干涉的条件：两束满足“振动方向相同、频率相同、位相差恒定”条件的光波（相干光）在空间相遇，就会形成明暗相间的干涉图样，这就是光的干涉现象。产生相干光的方法：分波阵面法和分振幅法（劈尖干涉、牛顿环干涉属于分振幅法）光的干涉两种情况：等厚干涉和等倾干涉（重点是等厚干涉，因为劈尖和牛顿环都是等厚干涉）等厚干涉条纹形状：与薄膜厚度相等点连接的轨迹形状相同（劈尖条纹平行劈棱，牛顿环条纹为同心圆环）二、简述利用等厚干涉进行测量的原理1.利用劈尖等厚干涉测量玻璃丝直径的原理（参照劈尖干涉原理图讲解）劈尖干涉条纹形成的条件（产生明条纹和暗条纹的条件）相邻两条纹（明纹或暗纹）间空气膜厚度之差为灯2相邻间隔为从的两条暗纹（实验中用暗纹）间空气膜厚度之差为Ad=AkXZ2,这两条暗纹间的水平距离为x，由几何关系可求出劈尖夹角tana=Ad/x2.利用牛顿环等厚干涉测量球面（透镜）曲率半径的原理①牛顿环干涉条纹形成的条件（产生明条纹和暗条纹的条件）②利用暗纹条件可得到说明：由于牛顿环中心不是理想的点接触，所以牛顿环干涉条纹的中心是一个暗斑，从而使圆心点及条纹级数无法确定，因此实验中可任取两个级次的十

涉环（m和n）测量③曲率半径公式：三、 介绍读数显微镜读数显微镜的结构、调整方法、使用方法、读数方法、空程问题四、 明确实验内容和测量要求用牛顿环十涉测量透镜曲率半径（明确被测量、测量方法、测量次数）五、 说明课后处理实验数据的要求（含思考题）六、 强调实验注意事项教学重点和难点教学重点：利用劈尖干涉测量玻璃丝直径的原理利用牛顿环干涉测量透镜曲率半径的原理读数显微镜的调整和使用方法教学难点：光路的调整（找到清晰的干涉条纹），正确辨别条纹和测量条纹的位置。正确使用读数显微镜实验指导、注意事项实验指导：教师课上随时注意观察学生仪器操作和测量的情况，发现问题及时纠正；解答学生提出的问题。注意事项：①光学元件应轻拿轻放，不要用手直接触摸光学表面。显微镜工作台纵向和横向移动范围有限，应缓慢移动，一旦触及到移动范围的端点不可冉继续用力，以免造成工作台被卡住。劈尖装置和牛顿环装置在工作台上的位置要与显微镜的量程配合好，否则可能会使玻璃丝到劈尖的距离L或牛顿环所测量的十涉条纹超出量程范围而无法继续测量。使用显微镜时应单向移动工作台测量每一组数据（这样可以消除因空程对测量带来的影响）。课后思考题在牛顿环实验中，用反射光与透射光形成的干涉条纹有什么不同？用牛顿环测量球面曲率半径R时，如果测量轨迹没有通过干涉圆的圆心，对曲率半径的测量结果是否有影响？是否仍可使用公式？1.史庆番，王荣瑶.兵器工业出版社，2008