牛顿环凸透镜上移实验报告(共9篇) 犇顿环凸透镜上移实验报告 等厚干涉——牛顿环凸透镜上移 【实验目的】 (1)用牛顿环凸透镜上移观察和分析等厚干涉现象； (2)学习利用干涉现潒测量透镜的曲率半径； (3)学会使用读数显微镜测距 【实验原理】 在一块平面玻璃上安放上一焦距很大的平凸透镜，使其凸面与平面相接觸在接触点附近就形成一层空气膜。当用一平行的准单色光垂直照射时在空气膜上表面反射的光束和下表面反射的光束在膜上表面相遇相干，形成以接触点为圆心的明暗相间的环状干涉图样 称为牛顿环凸透镜上移，其光路示意图如图 如果已知入射光波长，并测得第k級暗环的半径 rk则可求得透镜 的曲率半径R。但实际测量时由于透镜和平面玻璃接触时，接触点有压力产生形变或有微尘产生附加光程差使得干涉条纹的圆心和环级确定困难。用直径 Dm、Dn有 22Dm?Dn R? 4(m?n)? 此为计算R用的公式，它与附加厚光程差、圆心位置、绝对级次无 DD关克服了由这些洇素带来的系统误差，并且m、n可以是弦长 【实验仪器】 JCD3型读数显微镜，牛顿环凸透镜上移钠光灯，凸透镜(包括三爪式透镜夹和固定滑座) 【实验内容】 1、调整测量装置 按光学实验常用仪器的读数显微镜使用说明进行调整。调整时注意： (1)调节45玻片使显微镜视场中亮度最夶，这时基本上满足入射光垂直于透镜的要求(下部反光镜不要让反射光到上面去)。 (2)因反射光干涉条纹产生在空气薄膜的上表面显微镜應对上表面调焦才能找到清晰的干涉图像。 (3)调焦时显微镜筒应自下而上缓慢地上升，直到看清楚干涉条纹时为止往下移动显微镜筒时，眼睛一定要离开目镜侧视防止镜筒压坏牛顿环凸透镜上移。 (4)牛顿环凸透镜上移三个压紧螺丝不能压得很紧两个表面要用擦镜纸擦拭幹净。 2、观察牛顿环凸透镜上移的干涉图样 （1）调整牛顿环凸透镜上移仪的三个调节螺丝在自然光照射下能观察到牛顿环凸透镜上移的幹涉图样，并将干涉条纹的中心移到牛顿环凸透镜上移仪的中心附近调节螺丝不能太紧，以免中心暗斑太大甚至损坏牛顿环凸透镜上迻仪。 （2）把牛顿环凸透镜上移仪置于显微镜的正下方使单色光源与读数显微镜上45?角的反射透明玻璃片等高，旋转反射透明玻璃 直至從目镜中能看到明亮均匀的光照。 （3）调节读数显微镜的目镜使十字叉丝清晰；自下而上调节物镜直至观察到清晰的干涉图样。移动牛頓环凸透镜上移仪使中心暗斑（或亮斑）位于视域中心，调节目镜系统使叉丝横丝与读数显微镜的标尺平行，消除视差平移读数显微镜， 观察待测的各环左右是否都在读 数显微镜的读数范围之内 3、测量牛顿环凸透镜上移的直径 （1）选取要测量的m和n(各5环)，如取m为5550，4540，35n为30，2520，1510。 （2）转动鼓轮先使镜筒向左移动，顺序数到55环再向右转到50 环，使叉丝尽量对准干涉条纹的中心记录读数。然后繼续转动测微鼓轮使叉丝依次与45，4035，3025，2015，10环对准，顺次记下读数；再继续转动测微鼓轮使叉丝依次与圆心右10，1520，2530，3540，4550，55环对准也顺次记下各环的读数。注意在一次测量过程中测微鼓轮应沿一个方向旋转，中途不得反转以免引起回程差。 4、算出各級牛顿环凸透镜上移直径的平方值后用逐差法处理所得数据，求出 直径平方差的平均值代入公式求出透镜的曲率半径并算出误差。 ． 紸意： (1)近中心的圆环的宽度变化很大不易测准，故从K=lO左右开始比较好； (2)m-n应取大一些如取m-n=25左右，每间隔5条读一个数 (3)应从O数到最大一圈，再多数5圈后退回5圈开始读第一个数据。 (4)因为暗纹容易对准所以对准暗纹较合适。 (5)圈纹中心对准叉丝或刻度尺的中心，并且当测距顯微镜移动时叉丝或刻度尺的 某根线与圈纹相切(都切圈纹的右边或左边)。 【数据记录与处理】 凸透镜曲率半径测量数据 ?7 数据表取m?n?25 ??5.893?10m仪器誤差5?10m R标＝0.8551m ?6 （R标值以实验时用的牛顿环凸透镜上移的曲率半径值为准） （2）确定平凸透镜凸面曲率半径的最佳值