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沈阳城市学院

物理实验报告

实验题目 用牛顿环测凸透镜的曲率半径 姓 名 学 号 专业班级 实验室号 实验成绩 指导教师 实验时间 2014年 4 月 13 日 物理实验室制

实验目的 1． 深入理解光的等厚干涉及其应用。 2． 用牛顿环测平凸透镜的曲率半径。 3． 学会使用读数显微镜。 实验仪器 名称 读数显微镜 低压钠光灯及电源 牛顿环仪 请认真填写

JCD3 GP20Na NTK 型号

实验原理（注意：原理图、测试公式） 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。 如图所示，在平板玻璃面DCF上放一个曲率半径很大的平凸透镜ACB，C点为接触点，这样在ACB和DCF之间，形成一层厚度不均匀的空气薄膜，单色光从上方垂直入射到透镜上，透过透镜，近似垂直地入射于空气膜。分别从膜的上下表面反射的两条光线来自同一条入射光线，它们满足相干条件并在膜的上表面相遇而产生干涉，干涉后的强度由相遇的两条光线的光程差决定，由图可见，二者的光程差 等于膜厚度e的两倍，即 此外，当光在空气膜的上表面反射时，是从光密媒质射向光疏媒质，反射光不发生相位突变，而在下表面反射时，则会发生相位突变，即在反射点处，反射光的相位与入射光的相位之间相差? ，与之对应的光程差为?/2 ，所以相干的两条光线还具有?/2的附加光程差，总的光程差为。 在实验中，我们选择两个离中心较远的暗环，假定他们的级数为m和n，测出它们的直径dm = 2rm，dn = 2rn，有 由此得出 从这个公式可以看出，只要我们准确地测出某两条暗纹的直径，准确地数出级数m和n之差（m-n）（不必确定圆心也不必确定具体级数m和n），即可求得曲率半径R。

实验内容及步骤 1.点燃钠光灯，放好牛顿环仪，待钠光灯发光正常后，调平玻片与水平成45°，使目镜视场中充满黄光。调目镜使十字叉丝清晰，横丝与镜筒移动方向平行。 调焦：使镜筒自下而上的移动，看清干涉条纹并观察其分布。叉丝中心与牛顿环中心对准。 2. 转动读数鼓轮, 让十字准线竖线从中央缓慢向左移至32环，然后反方向自32环向右（或向左）移动，当十字准线竖线与30环外侧相切时，记录读数显微镜上的位置读数x30然后继续转动鼓轮，使竖线依次与29----10环外侧相切，并记录读数。过了10环后继续转动鼓轮，直到十字准线竖线回到牛顿环中心，核对该中心是否是 k = 0。继续按原方向转动读数鼓轮，越过干涉圆环中心，记录十字准线与右边（或左边）第10--30环内切时的读数。 3.将数据输入excel表格，导出最后的数据。

实验数据记录（注意：单位、有效数字、列表） 环的级数 m 左 30 29 28 27 26 25 环的位置/mm 右 环的直径/mm 环的级数 32.891 24.732 15 31.805 32.824 24.784 14 31.705 32.76 32.7 24.843 13 31.61 26 32.638 24.9824.92 8 7.65 11 31.426 26.196 58.5225 27.3529 31.1696 12 31.523 26.092 60.5284 29.495761 31.032639 32.551 25.045 7.506 10 31.324 26.288 5.036 56.340036 25.361296 30.97874 dm 8.159 8.04 7.917 7.78 n 左 环的位置/mm 右 环的直径/mm 25.82 25.9 dn 5.985 66.5622dm/mm 9281 35.8222dn/mm 0225 30.74222?dm?dn?/mm 9056 5.805 5.61 64.6416 33.698025 30.943575 62.678889 31.4721 31.206789 5.431 5.23 请认真填写