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同济大学物理实验室
用牛顿环测定透镜的曲率半径实验0—2光的等厚干涉——牛顿环、劈尖干涉条纹的成因及特点牛顿环测定透镜曲率半径原理读数显微镜的调整和使用牛顿环透镜组实验内容与数据处理误差分析同济大学物理实验室同济大学物理实验室17世纪初，物理学家牛顿在考察肥皂泡及其他薄膜干涉现象时，把一个玻璃三棱镜压在一个曲率已知的透镜上，偶然发现干涉圆环，并对此进行了实验观测和研究。他发现，用一个曲率半径大的凸透镜和一个平面玻璃相接触，用白光照射时，其接触点出现明暗相间的同心彩色圆圈，用单色光照射，则出现明暗相间的单色圆圈。这是由于光的干涉造成的，这种光学现象被称为“牛顿环”。同济大学物理实验室托马斯·杨是波动光学的奠基者之一。他发现利用透明物质薄片同样可以观察到干涉现象，进而引导他对牛顿环进行研究，他用自己创建的干涉原理解释牛顿环的成因和薄膜的彩色，并第一个近似地测定了七种色的光的波长，从而完全确认了光的周期性，为光的波动理论找到了又一个强有力的证据。牛顿环干涉条纹的成因同济大学物理实验室光程差：第k级暗条纹的半径为:由干涉条件:明环暗环由图可见:牛顿环干涉条纹的特点分振幅、等厚干涉；明暗相间的同心圆环；级次中心低、边缘高；间隔中心疏、边缘密；同级干涉，波长越短,条纹越靠近中心。同济大学物理实验室牛顿环测透镜曲率半径的原理同济大学物理实验室①透镜凸面与平板玻璃表面间并非理想的点接触，难以准确判断干涉级次k；②读数显微镜目镜中的‘十字叉丝’不易做到与干涉条纹严格相切。测量时不用原因：dA1dA2dB2dB1Dk+mDk读数显微镜同济大学物理实验室01.读数显微镜由显微镜与移动测量装置组成02.显微镜由目镜、分划板和短焦距物镜组成03.读数显微镜的成像光路同济大学物理实验室F1F1F2F2f1f2△L视角放大率：M=0.25△／f1f2目镜物镜叉丝平面明视距离显微镜调焦第一步：旋转目镜同济大学物理实验室F2F2F2F2使十字叉丝成象在明视距离处目镜叉丝平面物镜明视距离F2F2F1F1显微镜调焦第二步：调节升降螺旋同济大学物理实验室叉丝平面明视距离目镜物镜F1F1F2F2成虚象范围使物成象在与叉丝象相同的平面上读数显微镜的视差同济大学物理实验室成因：叉丝与物的象不共面消除方法：仔细调焦叉丝像平面物像平面视差共面无视差读数显微镜的空程误差同济大学物理实验室螺母载物平台或显微镜空程误差1015螺尺螺杆螺杆螺尺510属系统误差，由螺母与螺杆间的间隙造成；消除方法：测量时只往同一方向转动螺尺牛顿环透镜组合同济大学物理实验室用凸—凹透镜组合R1用凸—凸透镜组合用凹—凹透镜组合牛顿环的应用同济大学物理实验室牛顿环等厚干涉条纹的形状反映了两个光学表明间距变化情况。利用牛顿环可以检测光学球面（或平面）的加工质量。根据本实验原理，已知曲率半径的牛顿环可测定单色光的波长。在牛顿环仪的镜面充满透明的液体光学介质，就可以测量其折射率n同济大学物理实验室
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