牛顿环测曲率半径

牛顿环测曲率半径

Newton ring experiment

牛顿环是牛顿在1675年观察到的，到19世纪初由科学家杨氏用光的波动理论解释了牛顿环干涉现象。

【实验目的】

理解光的干涉 使用读数显微镜 牛顿环干涉法测量曲率半径

【实验原理】

空气薄层 明暗相间、内疏外密的同心圆环干涉图象 等厚干涉

干涉条纹形成条件为：

⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+==+= 为暗环 为明环2)12(2

2λ

δλδλδK K d

K K

λλλ)(4)(2

222?2

n m D D n m r r R K r R n

m n m K --=--=−→−=

【仪器介绍】

读数显微镜、钠灯、牛顿环

牛顿环

【实验内容】

1.按要求布置好器件；

2.观测牛顿环干涉条纹：调节目镜筒上的45°平板玻璃，使光垂直照在平凸透镜装置上，牛顿环放到载物平台上，调节目镜焦距清晰地看到十字叉丝和黄色背景，然后由下向上移动显微镜镜筒看清牛顿干涉环；

3.测量牛顿环直径：取m =24，n=15,转动测微手轮使十字叉丝向左移动到第27环，再倒回到24环，使十字叉丝与暗环的左侧相切,读出x 24左，逐条依次测量x 24左，直到读出x 15左，继续向原方向转动测微手轮，越过牛顿环的中心区域至第15环（右侧相切），读出x 15右，直至x 24右。将数据填入绘制的表格中。

右

右右左左左 242315152324,,...,;,...,,x x x x x x ↔ 注意：① 十字叉丝跟暗环相切； ② 十字叉丝尽量过圆心；③ 中心明环或暗环的环序数K=0；④ 读数跟螺旋测微计一样，估读到0.001mm 。

【数据处理及误差计算】

①计算||右左K K K x x D -=

②采用逐差法

19

2418

231722162115

205

,22 （课堂完成）

=--n m D D n m ③求22n

m D D -. ④代入公式λ

)(422n m D D R n m --=，其中589.30nm =λ求出R .

⑤用书本上的第六页公式0-12求)(22n m D D -的不确定度22n

m D D -∆，其中n=5,t=1.14. ⑥把22n

m D D -∆代入公式λ)(422n m R n m D D -∆=∆-，得出不确定度. ⑦求得结果R R R ∆±=. ⑧计算百分差%100)(⨯-=标

标R R R r δ 【注意事项】

1.测量时只能往一个方向缓慢转动读数显微镜的测微手轮，不可反转，以免带来空程差。

2.牛顿环装置上的三个压紧螺丝不可拧得太紧，以防压碎镜片，禁止触摸牛顿环表面。

3.钠灯光源是冷光源，熄灯后要等其完全冷却后，才可以再次点亮。