牛顿环测量曲率半径实验报告 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/12/23 10:29:47星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

实验名称:牛顿环测量曲率半径实验

1.实验目的:

1 观察等厚干涉现象,理解等厚干涉的原理和特点 2 学习用牛顿环测定透镜曲率半径

3 正确使用读数显微镜,学习用逐差法处理数据

2.实验仪器:

读数显微镜,钠光灯,牛顿环,入射光调节架

3.实验原理

图1

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

当满足条件 时,发生相长干涉,出现第K级亮纹,而当1)(2)(

(3)

时,发生相消干涉,出现第k级暗纹。因为同一级条纹对应着相同的膜厚,所以干涉条纹是一组等厚度线。可以想见,干涉条纹是一组以C点为中心的同心圆,这就是所谓的牛顿环。

如图所示,设第k级条纹的半径为 ,

对应的膜厚度为

(4),则