大学物理实验-拓展提高篇 课件 实验1.8-牛顿环与劈尖干涉实验

1牛顿环与劈尖干涉实验第1节原理大学物理实验——拓展提高篇21.等厚干涉光程差只取决于薄膜厚度，同一级干涉条纹对应的薄膜厚度相等。光程差：：因半波损失而产生的附加光程差（1）含义牛顿环与劈尖干涉实验—原理31.等厚干涉（2）典型的等厚干涉牛顿环劈尖干涉牛顿环与劈尖干涉实验—原理4测细小直径、厚度、微小变化1.等厚干涉测器件表面平整度检验透镜球表面质量（3）应用牛顿环与劈尖干涉实验—原理5牛顿环与劈尖干涉实验—原理利用牛顿环仪测量平凸透镜曲率半径；利用劈尖干涉测量细丝直径。（1）任务2.实验任务、目的、训练要点6牛顿环与劈尖干涉实验—原理掌握用牛顿环仪测定平凸透镜曲率半径的方法；掌握用劈尖干涉测定细丝直径的方法；通过实验加深对等厚干涉现象理解。2.实验任务、目的、训练要点（2）目的7观察等厚干涉现象及其特点；基本实验光路的搭建；实验仪器测微目镜的使用方法；合理选择测量方案；利用逐差法处理数据。牛顿环与劈尖干涉实验—原理2.实验任务、目的、训练要点（3）训练要点8牛顿环与劈尖干涉实验—原理以玻璃接触点为中心的一系列明暗相间的同心圆环光程差：3.实验原理（1）牛顿环9牛顿环与劈尖干涉实验—原理由几何关系可得：3.实验原理（1）牛顿环10牛顿环与劈尖干涉实验—原理明、暗纹半径：透镜形变使接触面为一圆面以及灰尘等因素会引起附加光程差，为了消除这些系统误差，在实验中，需要测量距离中心较远且清晰的两个暗环半径的平方差3.实验原理（1）牛顿环11牛顿环与劈尖干涉实验—原理

又因为两同心圆直径平方差等于对应弦长的平方差3.实验原理（1）牛顿环12牛顿环与劈尖干涉实验—原理干涉条纹m级暗纹对应薄膜厚度：相邻暗纹对应的空气薄膜厚度差：3.实验原理（2）劈尖干涉13牛顿环与劈尖干涉实验—原理细丝直径：单位长度条纹数：只需测量：3.实验原理（2）劈尖干涉14牛顿环与劈尖干涉实验第2节实验仪器大学物理实验——拓展提高篇15牛顿环与劈尖干涉实验—仪器主要实验仪器、器件：牛顿环仪劈尖测微目镜光具座、微米位移台、钠光灯、分光镜、会聚透镜、游标卡尺16牛顿环与劈尖干涉实验—仪器1.牛顿环仪L：待测平凸透镜P：磨光的平玻璃板F：金属架H：螺钉调节H改变干涉环纹的形状、位置调节时，不可旋得过紧，以免使透镜发生形变或损坏17牛顿环与劈尖干涉实验—仪器2.劈尖实验中应旋紧螺钉，但不可旋得过紧，以免使平玻璃板形变，甚至被损坏183.测微目镜使用方法：调节目镜，使叉丝成像清晰；调节测微目镜的高低和左右位置，使物镜对准物体待测部分，水平叉丝与底座平行；调节测微目镜前后位置，使物体成像清晰牛顿环与劈尖干涉实验—仪器193.测微目镜注意事项：十字叉丝的移动方向要与被测物线度方向平行；测量时缓慢朝一个方向转动滚轮，中途不可逆转；十字叉丝位置不宜移出观测范围。牛顿环与劈尖干涉实验—仪器204.其他部分仪器钠光灯会聚透镜多孔支架微米位移台牛顿环与劈尖干涉实验—仪器21牛顿环与劈尖干涉实验第3节实验内容大学物理实验——拓展提高篇221.利用牛顿环测定平凸透镜的曲率半径牛顿环与劈尖干涉实验—实验内容（1）实验步骤注意：在光学实验中，勿用手触摸任何镜面搭建装置钠光灯（先预热）会聚透镜测微目镜分光镜（呈现45°）多孔支架231.利用牛顿环测定平凸透镜的曲率半径（1）实验步骤注意：在调节螺钉时，不可旋得过紧，以免损坏镜片调节测微目镜，使叉丝和刻度清晰，且叉丝的两条线分别水平和竖直；用肉眼直接观察牛顿环仪，调节螺钉，使干涉环呈现圆形且位于中心；牛顿环与劈尖干涉实验—实验内容241.利用牛顿环测定平凸透镜的曲率半径（1）实验步骤确定聚焦面：将带有字的纸片放到测微目镜的物镜筒后，前后移动纸片，从目镜中观察，直至字迹清晰，此时纸片位即为聚焦面大致位置。将牛顿环仪插入多孔支架中与聚焦面所在位置最近的孔内，上下调节牛顿环仪，使其与测微目镜的物镜等高；牛顿环与劈尖干涉实验—实验内容251.利用牛顿环测定平凸透镜的曲率半径牛顿环与劈尖干涉实验—实验内容（1）实验步骤调节测微目镜前后位置，使目镜中的牛顿环清晰，且圆心在中间；细调分光镜角度、会聚透镜位置及测微目镜前后位置，使干涉环均匀受光且为黄色明亮视场；由前向后移动物镜筒，使干涉条纹清晰，且与叉丝之间无视差；261.利用牛顿环测定平凸透镜的曲率半径（1）实验步骤转动测微目镜读数滚轮，将竖直叉丝向右移动到第15环，反方向转动读数滚轮，记录第13环至第4环的暗环位置数据；当竖直叉丝移到环心另一侧后，继续记录左半部分第4环至第13环的暗环位置数据。次数12345678910右暗环环序13121110987654左暗环环序13121110987654测量时始终保持叉丝中的一条线与牛顿环相切牛顿环与劈尖干涉实验—实验内容271.利用牛顿环测定平凸透镜的曲率半径（2）数据处理牛顿环与劈尖干涉实验—实验内容次数12345678910右暗环环序13121110987654左暗环环序13121110987654282.利用劈尖干涉测量细丝直径（1）实验步骤多次测量细丝距离劈尖玻璃板接触处的距离L；用劈尖替换牛顿环，参照牛顿环实验的调节方法，使测微目镜中呈现清晰的干涉条纹，且竖直方向的叉丝与干涉条纹平行；牛顿环与劈尖干涉实验—实验内容292.利用劈尖干涉测量细丝直径（1）实验步骤用测微目镜读出叉丝越过x(x建议取10)条暗条纹时的距离Lx，测五次；项目次数12345平均值L/mmLx/mm牛顿环与劈尖干涉实验—实验内容注意：测量长度时，从起点到终点必须始终沿着同一个方向移动，中途不可倒退，避免回程误差302.利用劈尖干涉测量细丝直径（2）数据处理项目次数12345平均值L/mmLx/mm

牛顿环与劈尖干涉实验—实验内容313