實驗十《用牛頓環(huán)測曲率半徑》

1、牛頓環(huán),測透鏡曲率半徑,實驗目的實驗儀器實驗原理實驗內容及操作數(shù)據(jù)處理,,實驗目的,1.觀察光的等厚干涉現(xiàn)象，了解等厚干涉的原理。2.學習用干涉方法測量平凸透鏡的曲率半徑。3. 掌握讀數(shù)顯微鏡的使用方法。4.學習用逐差法處理數(shù)據(jù)。,實驗儀器,讀數(shù)顯微鏡鈉光燈分光鏡可調節(jié)支架牛頓環(huán)儀,,整毫米從主尺讀出，不足1毫米的部分從微分筒上讀?。ㄎ⒎滞沧x數(shù)時要從小向大讀數(shù)）。上圖顯示讀數(shù)為：25.719mm。,,主尺讀數(shù)準線,

2、,主尺,,微分筒,,微分筒讀數(shù)準線,,牛頓環(huán)：一束單色平行光垂直照射到此裝置上時，所呈現(xiàn)的等厚條紋是一組以接觸點O為中心的一系列明暗相間的、內疏外密的同心圓環(huán)。,實驗原理,,實驗原理,①牛頓環(huán)中心是一個不甚清晰的圓斑，這使牛頓環(huán)級次k難以確定，造成較大系統(tǒng)誤差，因此采用第m、n級暗環(huán)半徑的差值來消除系統(tǒng)誤差。②暗環(huán)圓心不易確定，故取暗環(huán)直徑替換，得透鏡曲率半徑的公式為：,,實驗內容及操作,1、調整測量裝置獲得并觀察干涉條紋：（1）按

3、實驗裝置圖放置好儀器。在自然光下觀察并調節(jié)牛頓環(huán)儀。在側光下用肉眼觀察牛頓環(huán)儀，可看到干涉條紋，如果干涉條紋的中心光斑不在金屬框的幾何中心，可通過調節(jié)位于金屬邊框上的三個螺釘，使其大致位于邊框中心。螺釘適當旋緊即可，切不可過緊，以免損壞牛頓環(huán)裝置，也不可太松，太松時在測量過程中如果裝置晃動，會使中心光斑發(fā)生移動，無法進行準確測量。,實驗內容及操作,（2）將調節(jié)好的牛頓環(huán)儀放在顯微鏡載物臺上。將顯微鏡鏡筒大致移動到標尺的中間部位，牛頓環(huán)儀

4、放于物鏡下方的載物臺上。（3）打開鈉光燈電源，調整燈罩，使發(fā)光窗口正對顯微鏡筒，鏡筒和牛頓環(huán)儀均處于光照范圍之內。,實驗內容及操作,（4）調節(jié)升降支架，使顯微鏡載物臺臺面與鈉光燈窗口下邊緣大致相平。（5）調視場。其調節(jié)要點是：轉動分光鏡使其對準光源，在顯微鏡下邊觀察邊調節(jié)，使目鏡視場中觀察到的光線亮度最大并到處均勻。左右不均，應旋轉分光鏡；上下不均，應調節(jié)升降支架，改變光線在分光鏡上的入射點，使反射光垂直照射到牛頓環(huán)儀上。,實驗內容

5、及操作,（6）顯微鏡調焦。顯微鏡的調節(jié)分為目鏡聚焦和物鏡聚焦：調節(jié)目鏡，使目鏡視場中能夠清晰的看到十字叉絲，松開目鏡鎖緊螺釘轉動目鏡，使十字叉絲中的一條叉絲與標尺平行，另一條叉絲用來測定物體位置。調節(jié)鏡筒升降旋鈕，先讓分光鏡靠近牛頓環(huán)儀，然后緩緩升起鏡筒，直至看到清晰的干涉條紋。消除牛頓環(huán)同十字叉絲視差。,第一級暗條紋,實驗內容及操作,2、測量牛頓環(huán)直徑適當移動牛頓壞裝置，使顯微鏡的十字叉絲交點與牛頓環(huán)中心重合，并使水平方向的叉絲

6、與標尺平行。轉動顯微鏡測微鼓輪，使顯微鏡筒沿一個方向移動，同時數(shù)叉絲豎線移過的暗環(huán)數(shù)，直到豎絲移到左邊第27個暗環(huán)。反向轉動鼓輪，當豎向叉絲與第25環(huán)相切（取外切）時，記錄讀數(shù)顯微鏡上的位置讀數(shù)，然后繼續(xù)轉動鼓輪，使叉絲豎線依次與第24、23 ……，14環(huán)相切（取外切），順次記下位置讀數(shù)。繼續(xù)轉動鼓輪，越過干涉圓環(huán)中心，記下豎向叉絲依次與另一邊的14、15、16……25環(huán)相切（取內切）時的位置讀數(shù)。,為了避免回程差，測量過程中，測