光的干涉-牛頓環(huán)

光的干涉—牛頓環(huán)實驗目的觀察等厚干涉現(xiàn)象及其特點。學會用干涉法測量透鏡的曲率半徑與微小厚度。實驗方法原理利用透明薄膜(空氣層)上下表面對人射光的依次反射，人射光的振幅將分成振幅不同且有一定光程差的兩部分，這是一種獲得相干光的重要途徑。由于兩束反射光在相遇時的光程差取決于產(chǎn)生反射光的薄膜厚度，同一條干涉條紋所對應的薄膜厚度相同，這就是等厚干涉。將一塊曲率半徑R較大的平凸透鏡的凸面置于光學平板玻璃上，在透鏡的凸面和平板玻璃的上表面間就形成一層空氣薄膜，其厚度從中心接觸點到邊緣逐漸增加。當平行的單色光垂直入射時，入射光將在此薄膜上下兩表面依次反射，產(chǎn)生具有一定光程差的兩束相干光。因此形成以接觸點為中心的一系列明暗交22替的同心圓環(huán)——牛頓環(huán)。透鏡的曲率半徑為：R=-=yDmDn-實驗步驟 4(m心4(mn)尢轉(zhuǎn)動讀數(shù)顯微鏡的測微鼓輪，熟悉其讀數(shù)方法；調(diào)整目鏡，使十字叉絲清晰，并使其水平線與主尺平行(判斷的方法是：轉(zhuǎn)動讀數(shù)顯微鏡的測微鼓輪，觀察目鏡中的十字叉絲豎線與牛頓環(huán)相切的切點連線是否始終與移動方向平行)。為了避免測微鼓輪的網(wǎng)程(空轉(zhuǎn))誤差，在整個測量過程中，鼓輪只能向一個方向旋轉(zhuǎn)。應盡量使叉絲的豎線對準暗干涉條紋中央時才讀數(shù)。應盡量使叉絲的豎線對準暗干涉條紋中央時才讀數(shù)。測量時，隔一個暗環(huán)記錄一次數(shù)據(jù)。由于計算R時只需要知道環(huán)數(shù)差m-n，因此以哪一個環(huán)作為第一環(huán)可以任選，但對任一暗環(huán)其直徑必須是對應的兩切點坐標之差。數(shù)據(jù)處理環(huán)的級數(shù)m2422201816環(huán)的位置/mm右21.39121.55221.70821.86222.041左28.44928.32028.16327.97027.811環(huán)的直徑/mmDm7.0586.7686.4556.1085.770環(huán)的級數(shù)n14121086環(huán)的位置/mm右22.23722.43522.66222.88123.162左27.63227.45127.25426.96526.723環(huán)的直徑/mmDn5.3955.0164.5924.0843.56120.70920.64620.58120.62920.61220.635 875.40.120.6％0.12uRC(0.12=0.6％u()

yfu()m-n/+X -88.91035uRu(R)=RX；()=5.25mm；U=2xu(R)=11mmcRcR=(R±U)=(875±11)mm透射光牛頓環(huán)是如何形成的?如何觀察?畫出光路示意圖。答：光由牛頓環(huán)裝置下方射入，在空氣層上下兩表面對入射光的依次反射，形成干涉條紋，由上向下觀察。在牛頓環(huán)實驗中，假如平玻璃板上有微小凸起，則凸起處空氣薄膜厚度減小，導致等厚干涉條紋發(fā)生畸變。試問這時的牛頓環(huán)(暗)將局部內(nèi)凹還是局部外凸?為什么?答：將局部外凸，因為同一條紋對應的薄膜厚度相同