高中物理奥林匹克竞赛复赛 实验考核课件：等厚干涉—牛顿环.pptxVIP

2024/12/281等厚干涉—牛顿环研究光的干涉现象有助于加深对光的波动性的认识，也有助于进一步学习近代光学实验技术，如长度的精密测量、光弹性研究、全息照相技术等。【实验目的】1．用牛顿环法测定透镜的曲率半径。2．学会使用测量显微镜，加深对光的波动性的认识。

2024/12/282实验十七等厚干涉—牛顿环【实验装置】钠光灯读数显微镜牛顿环

2024/12/283实验十七等厚干涉—牛顿环【实验原理】牛顿环的结构如图所示，上部为一曲率半径为?R?的平凸透镜，下部为一平板玻璃，中间形成一空气层。当用单色平行光垂直照射时，空气层上表面反射的光与空气层下表面反射的光满足相干条件，将产生光的干涉。由于各处空气层厚度?e?不同，将产生不同的光程差。由等厚干涉原理可知，凡厚度相同的地方将形成同一级次的条纹。显然，这里产生的干涉图样将是以透镜与平板玻璃的接触点为圆心的明暗相间的同心圆。我们称这些同心圆为牛顿环，如图所示。

2024/12/284实验十七等厚干涉—牛顿环【实验原理】在实验中，暗纹比较容易观察，则由暗纹产生条件得 其中?k=0，1，2…?为暗纹的级次，rk?为这一级次暗环的半径，为入射光波长，R?为透镜的曲率半径。

2024/12/285实验十七等厚干涉—牛顿环【实验内容】1．如图所示，将牛顿环装置放在显微镜工作台上，单色光源（钠光灯，其波长为?589nm）?放在45°透光半反射镜?前方且与其等高。考虑到其背景亮度，可不使用下方反射境。首先仅凭眼睛沿镜筒方向观察牛顿环（彩色的小园环），若找到，再移动牛顿环装置，并调整显微镜筒位置，使牛顿环处在镜筒正下方。2．调节目镜，使十字刻度线清晰。

2024/12/286实验十七等厚干涉—牛顿环【实验内容】3．转动套在物镜头上的?45°透光反射镜，使镜正对光源，显微镜视场达到最亮，调节调焦旋钮，使牛顿环成像清晰。适当移动牛顿环装置，使牛顿环圆心（暗斑）处在视场正中央。4．调整十字刻度线的方向。移动显微镜筒，注意观察十字刻度线中的一条横线是否与镜筒移动方向平行。

2024/12/287实验十七等厚干涉—牛顿环【实验内容】5．若取?m-n=10，?m=30,29,28,27,…,21，?n=20,19,18,17,…,11，那么先移动显微镜使十字刻度线竖线位置落在第?35?级暗环处，然后反向缓慢移动显微镜，使十字刻度线竖线切于第?30?级暗环的中间，记下读数。然后，依次测出?29,28,…,21,20,19,18,…,11?级暗环的读数，并继续沿同一方向移动显微镜，经过牛顿环中心到达另一侧第?11?级暗环处，依次测出?11,12,13,…,20,21,22,…,30?级暗环的读数。注意在此测量过程中，任何时候都不能沿相反方向移动显微镜，以免出现螺距差，影响测量结果。6.计算透镜的曲率半径?R?，并计算绝对不确定度ΔR，最后结果表示成：

2024/12/288实验十七等厚干涉—牛顿环【预习思考题】1．为何用而不用?测量透镜的曲率半径?R?？2．逐差法处理数据的优点何在？3．测量中应注意什么问题？