牛顿环实验报告 ppt课件

牛顿环实验报告
Fundamental physics experiment
实验原理
空气薄层中，任一厚度e处上下表面反射光的干涉条件：
λ kλ
k=1,2,3 明条纹
2e+ = 2 (2k+1)λ2
k=0,1,2
暗条纹
牛顿环实验报告
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment
1. 观察等厚现象，考察其特点。 2. 掌握一种测量透镜曲率半径的 方法。 3. 学习使用读数显微镜。
牛顿环实验报告
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment
实验仪器
读数显微镜 钠灯 牛顿环
牛顿环实验报告
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment
牛顿环实验报告
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment
实验仪器
目镜
读数显微镜
读数标尺
上下移动旋钮
读数盘
牛顿环实验报告
物镜
水平移动旋钮
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment
牛顿环
实验仪器
平凸透镜与平板玻璃组合成牛顿环实验样 品。
实验仪器
钠光灯
钠光灯是一种气体放电灯。在放电管内充 有金属钠和氩气。开启电源的瞬间，氩气放 电发出粉红色的光。氩气放电后金属钠被蒸 发并放电发出黄色光。
钠光在可见光范围内两条谱线的波长分别 为589.6nm和589.0nm。这两条谱线很接近， 所以可以把它视为单色光源，并取其平均值 589.3nm为波长。
平凸透镜
平板玻璃
牛顿环实验报告
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment
实验仪器
牛顿环
将一曲率半径相 当大的平凸玻璃透镜 放在一平面玻璃的上 面，则在两者之间形 成一个厚度随直径变 化的空气隙。
空气隙的等厚干
涉条纹是一组明暗相
间的同心环。该干涉
条纹最早被牛顿发现 ， 北方民族大学物理实验中心
牛顿环实验报告
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment
思考题
1．是否可以用弦长取代牛顿环直径？ 2. 用同样的方法能否测定凹透镜的曲率半径。
牛顿环实验报告
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment
Βιβλιοθήκη Baidu
牛顿环实验报告
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment
内容
1 2 3 4
5 6
实验目的 实验仪器 实验原理 实验内容和要求
数据记录和处理
思考题
牛顿环实验报告
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment
实验目的
牛顿环实验报告
牛顿环干涉
Fundamental physics experiment
牛顿环实验报告
牛顿环简介
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环， 用单色光照射，则出现明暗相间的单色圆环。这 是由于光的干涉造成的，这种光学现象被称为 “牛顿环”。
牛顿环实验报告
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment
实验内容与要求
3. 取m=15，n=5。横向改变显微镜筒位置，使 叉丝由第15圈外向第15圈移动直至叉丝交点与之 重合，读取C15，继续朝同一方向移动叉丝至第5 圈读取C5 ；仍按原方向移动叉丝（为防止产生空 程差），越过中央暗环，按同样方法读取C'5 、 C'15 。 4. 将牛顿环旋转若干角度，重复以上测量共6次。
实验内容与要求
1. 光源对准目镜筒上的45°平板玻璃，调节平板玻 璃方向，使光垂直照在平凸透镜装置上。此时通过目 镜可以看到明亮的黄色背景。 2. 被测物体放到载物平台上，调节目镜清晰地看到 十字叉丝，然后由下向上移动显微镜镜筒（为防止压 坏被测物体和物镜，不得由上向下移动！），看清牛 顿干涉环。
注意事项
1.调节显微镜的焦距时，应使物镜筒从待测物移 开，使物镜筒自下而上地调节。严禁将镜筒反向 调节，以免碰伤和损坏物镜和待测物。
2.在整个测量过程中，十字叉丝中的一条线必须与 主尺平行，十字叉丝的走向应与待测物的两个位置 连线平行，同时不要将待测物移动。
3.测量中的测微鼓轮只能向一个方向转动，以防因 螺纹中的空程而引起的误差。
实验原理 r2R 2 (R e)22R e e 2
Re e r2 2R
略去e2
各级明、暗干涉条纹的半径：
r (2k1)R k1,2,3 明条纹
2
rkR k 0 ,1 ,2 暗条纹
R
Dm2
4m
Dn2
n
如波长已知，可用此法求出透镜曲率半径；
反之亦然。
牛顿环实验报告
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment
牛顿环实验报告
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment
数据记录和处理
牛顿环数据记录表
单位：mm
次数 1 2 3 4 5 6
C15
C5
C’15
C’5
D15
D5
牛顿环实验报告
北方民族大学物理实验中心 Fundamental physics experiment