牛頓環(huán)-等厚干涉標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)生姓名：學(xué)號：指導(dǎo)教師:實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)時(shí)間：一、實(shí)驗(yàn)室名稱：二、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱：牛頓環(huán)測曲面半徑和劈尖干涉三、實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：四、實(shí)驗(yàn)原理:1、等厚干涉如圖1所示，在C點(diǎn)產(chǎn)生干涉，光線11'和22'的光程差為=2d+入/2式中入/2是因?yàn)楣庥晒馐杳劫|(zhì)入射到光密媒質(zhì)上反射時(shí)，有一相位突變引起的附加光程差。當(dāng)光程差A(yù)=2d+入/2=(2k+1)入/2,即d=k入/2時(shí)當(dāng)光程差A(yù)=2d+入/2=2k入/2,即d=(k1/2)入/2時(shí)產(chǎn)生明條紋產(chǎn)生暗條紋；因此，在空氣薄膜厚度相同處產(chǎn)生同一級的干涉條紋，叫等厚干涉條2、用牛頓環(huán)測透鏡的曲率半徑將一個曲率半徑較大的平凸透鏡的凸面置于一塊

2、光學(xué)平板玻璃上則可組成牛頓環(huán)裝置。如圖2所示這兩束反射光在AOB表面上的某一點(diǎn)E相遇，從而產(chǎn)生E點(diǎn)的干涉。由于AOB表面是球面，所產(chǎn)生的條紋是明暗相間的圓環(huán)，所以稱為牛頓環(huán)，如圖3所示。圖4牛頓環(huán)圖33、劈尖干涉將兩塊光學(xué)平玻璃重疊在一起，在一端插入一薄紙片，則在兩玻璃板間形成一空氣劈尖，如圖4所示。K級干涉暗條紋對應(yīng)的薄膜厚度為d=k入/2k=0時(shí)，d=0,即在兩玻璃板接觸處為零級暗條紋；若在薄紙?zhí)幊尸F(xiàn)k=N級條紋，則薄紙片厚度為d'=N入/2若劈尖總長為L,再測出相鄰兩條紋之間的距離為x,則暗條紋總數(shù)為N=L/x,即d'=LX/2Axo五、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模荷钊肜斫夤獾牡群窀缮婕捌?/p>

3、應(yīng)用，學(xué)會使用移測顯微鏡六、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、用牛頓環(huán)測透鏡的曲率半徑2、用劈尖干涉法測薄紙片的厚度七、實(shí)驗(yàn)器材(設(shè)備、元器件)：牛頓環(huán)裝置，移測顯微鏡，兩塊光學(xué)平玻璃板，薄紙片，鈉光燈及電源。八、實(shí)驗(yàn)步驟：1 .用牛頓環(huán)測透鏡的曲率半徑(1)在日光下，用手輕調(diào)牛頓環(huán)儀上的三個螺釘，使牛頓環(huán)位于其中心。螺釘不要調(diào)得太緊(會壓壞玻璃)，也不要調(diào)得太松(牛頓環(huán)不穩(wěn)定，容易移動，無法準(zhǔn)確進(jìn)行測量)。此時(shí)用肉眼可以看到很小的彩色牛頓環(huán)。(2)接通鈉光燈電源，將牛頓環(huán)儀放在移測顯微鏡的載物臺上，仔細(xì)調(diào)節(jié)移測顯微鏡，當(dāng)出現(xiàn)清晰的牛頓環(huán)后，應(yīng)左右移動鏡筒，以便在讀數(shù)范圍內(nèi)的牛頓環(huán)都清晰可測。(3)首先找到牛頓環(huán)

4、的中心環(huán)，然后由中心環(huán)開始向一側(cè)移動顯微鏡，同時(shí)數(shù)出叉絲掃過的環(huán)數(shù)達(dá)到某一環(huán)(如第25環(huán))后，再回轉(zhuǎn)數(shù)環(huán)(5環(huán)以上，以便消除空轉(zhuǎn)誤差)，此時(shí)即可開始測量，將顯微鏡沿一個方向移動，測出所有需測數(shù)據(jù)并記錄.2 .用劈尖干涉法測薄片的厚度(1)檢查平行平面玻璃板上是否有灰塵、指紋，必要時(shí)可以用擦鏡紙擦干凈。(2)把一側(cè)夾有待測薄片或細(xì)絲的兩塊玻璃板放在移測顯微鏡的載物臺上，調(diào)整顯微鏡，使視場中出現(xiàn)一系列清晰的明暗直條紋。讀數(shù)時(shí)要保證整個劈尖位于顯微鏡移測范圍之內(nèi)。(3)首先測出劈尖長L,然后測量20個暗條紋的間距，最后計(jì)算出即可由式d'=L入/2Ax算出被測量。九、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果分析:4(m

5、=38.66.x10-6/4X10X590x10-9=1.638(m)1.數(shù)據(jù)記錄表格牛頓環(huán)編號N003環(huán)的級數(shù)m2019181716平環(huán)的位置(mm)左13.45013.36013.27613.17213.094右4.3494.4404.5324.6314.724環(huán)的直徑(mm)Dm9.1018.9208.7448.5418.370環(huán)的級數(shù)n109876環(huán)的位置左12.04011.92011.79011.65411.510(mm)右5.3915.5205.6455.7845.927均環(huán)的直徑(mm)Dn6.6496.4006.1455.8705.583_2,、2Dm(mm)82.82879.

6、56676.45872.94970.057D2(mm)244.20940.96037.76134.45731.170222Di-D2(mm)238.61938.60638.69738.49238.88738.660S(Dm-D2)二,c2c2、(Dm-Dn)(Dm-D2)=0.260mm24(m-n),=0.011mm2-：22=0.065mm匹-Dn)i-Dm-D215(5-1)Au(Dm-D2)=-3=0.003mm2R=R-R=(1.64土0.01)m2劈尖干涉數(shù)據(jù)記錄被測量測量次數(shù)X0(mm)Xi(mm)xi-tn(mm)Xl(mm)11.0503.1059.55034.02121.0

7、718.09013.21034.14530.9051.7208.80834.059平均值1.0084.30510.52334.075匚一71=6.218【京-'1=33.067l=6.275X10-5(m)d=(d±仃d)mm=(6.27510-5i0.012)m十、實(shí)驗(yàn)結(jié)論:光的干涉在科研、生產(chǎn)和生活中有著廣泛應(yīng)用，如用來檢查光學(xué)元件表面的光潔度和平整度，用來測量透鏡的曲率半徑和光波波長，用來測量微小厚度和微小角度等等。通過本實(shí)驗(yàn)可以深刻地理解等厚干沙現(xiàn)象及其應(yīng)用。十一、總結(jié)及心得體會：為了避免螺旋空程引入的誤差，在整個測量過程中，鼓輪只能沿一個方向轉(zhuǎn)動，稍有反轉(zhuǎn)，全部數(shù)據(jù)應(yīng)作廢。讀數(shù)時(shí)應(yīng)盡量使豎直叉絲對準(zhǔn)干涉條紋的中心，盡量測量遠(yuǎn)離中心的圓環(huán)，因?yàn)樵诮佑|處玻璃的彈性形變，將使中心附近