等厚干涉現(xiàn)象的研究

1、實(shí)驗(yàn)六 等厚干涉現(xiàn)象的研究實(shí)驗(yàn)?zāi)康?實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．觀察牛頓環(huán)產(chǎn)生的等厚干涉條紋，加深對(duì)等厚干涉現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)。2．掌握測(cè)量平凸透鏡曲率半徑的方法。實(shí)驗(yàn)儀器 實(shí)驗(yàn)儀器JXD —B 型讀數(shù)顯微鏡，牛頓環(huán)儀，鈉光燈。儀器構(gòu)造說(shuō)明 儀器構(gòu)造說(shuō)明１．JXD —B 型讀數(shù)顯微鏡JXD —B 型讀數(shù)顯微鏡的構(gòu)造、操作方法，見(jiàn)《光學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)》中常用儀器構(gòu)造與調(diào)節(jié)的有關(guān)內(nèi)容，請(qǐng)認(rèn)真閱讀。２．牛頓環(huán)儀牛頓環(huán)儀是由曲率半徑約為 200~700 厘米的待測(cè)

2、平凸透鏡 L 和磨光的平玻璃板 P疊和裝在金屬框架 F 中構(gòu)成，如圖 5—6－1 所示?？蚣苓吷嫌腥齻€(gè)螺旋 H，用來(lái)調(diào)節(jié) L 和 P 之間的接觸，以改變干涉條紋的形狀和位置。調(diào)節(jié) H 時(shí)，螺旋不可旋得過(guò)緊，以免接觸壓力過(guò)大引起透鏡彈性形變，甚至損壞透鏡。實(shí)驗(yàn)原理 實(shí)驗(yàn)原理如圖 5—6－2 所示，在平面玻璃板 BB＇上放置一曲率半徑為 R 的平凸透鏡AOA＇，兩者之間便形成一層空氣薄層。當(dāng)用單色光垂直照射下來(lái)時(shí)，從空氣上下兩個(gè)表面反射的光

3、束 1 和光束 2 在空氣表面層附近相遇產(chǎn)生干涉，空氣層厚度相等處形成相同的干涉條紋，這種干涉現(xiàn)象稱(chēng)為等厚干涉。此等厚干涉條紋最早由牛頓發(fā)現(xiàn)，故稱(chēng)為牛頓環(huán)。在干涉條紋上，光程差相等處，是以接觸點(diǎn) O 為中心，半徑為 r 的明暗相間的同心圓，r、h、R 三者關(guān)系為（5－6－1） h Rr h ? ? 22因 R»h（R 為幾米，h 為幾分之一厘米） 。1 6 5 — — 圖HFPLH2 6 5 — — 圖C入射光A '

4、 AB ' Bd12OrR不可隨意調(diào)節(jié)）及平臺(tái)高度，直至看到反射光斑，并均勻照亮視場(chǎng)。（５）調(diào)節(jié)目鏡，在目鏡中看到清晰的十字準(zhǔn)線的像。（６）轉(zhuǎn)動(dòng)物鏡調(diào)節(jié)手輪，調(diào)節(jié)顯微鏡鏡筒與牛頓環(huán)裝置之間的距離。先將鏡筒下降，使45度玻璃片接近牛頓環(huán)裝置但不能碰上，然后緩慢上升，直至在目鏡中看到清晰的十字準(zhǔn)線和牛頓環(huán)像。２．測(cè)量21環(huán)到30環(huán)的直徑（１）粗調(diào)儀器，移動(dòng)牛頓環(huán)裝置，使十字準(zhǔn)線的交點(diǎn)與牛頓環(huán)中心重合。（２）放松目鏡緊固螺絲（該螺絲應(yīng)

5、始終對(duì)準(zhǔn)槽口） ，轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡使十字準(zhǔn)線中的一條線與標(biāo)尺平行，即與鏡筒移動(dòng)方向平行。（３）轉(zhuǎn)動(dòng)讀數(shù)顯微鏡讀數(shù)鼓輪，鏡筒將沿著標(biāo)尺平行移動(dòng)，檢查十字準(zhǔn)線中豎線與干涉環(huán)的切點(diǎn)是否與十字準(zhǔn)線交點(diǎn)重合，若不重合，按步驟（１） 、 （２）再仔細(xì)調(diào)節(jié)（檢查左右兩側(cè)測(cè)量區(qū)域） 。（４）把十字準(zhǔn)線移到測(cè)量區(qū)域中央（25環(huán)左右） ，仔細(xì)調(diào)節(jié)目鏡及鏡筒的焦距，使十字準(zhǔn)線像與牛頓環(huán)像無(wú)視差。（５）轉(zhuǎn)動(dòng)讀數(shù)鼓輪，觀察十字準(zhǔn)線從中央緩慢向左（或向右）移至37環(huán)，然后

6、反方向自37環(huán)向右移動(dòng)，當(dāng)十字準(zhǔn)線豎線與30環(huán)外側(cè)相切時(shí)，記錄讀數(shù)顯微鏡上的位置讀數(shù) 然后繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)鼓輪，使豎線依次與29、28、27、26、25、24、23、22、21環(huán) 30 x外側(cè)相切，并記錄讀數(shù)。過(guò)了21環(huán)后繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)鼓輪，并注意讀出環(huán)的順序，直到十字準(zhǔn)線回到牛頓環(huán)中心，核對(duì)該中心是否是 k = 0。（６）繼續(xù)按原方向轉(zhuǎn)動(dòng)讀數(shù)鼓輪，越過(guò)干涉圓環(huán)中心，記錄十字準(zhǔn)線與右邊第21、22、23、24、25、26、27、28、29、30環(huán)內(nèi)外

7、切時(shí)的讀數(shù)，注意從37環(huán)移到另一側(cè)30環(huán)的過(guò)程中鼓輪不能倒轉(zhuǎn)。然后再反向轉(zhuǎn)動(dòng)鼓輪，并讀出反向移動(dòng)時(shí)各暗環(huán)次序，并核對(duì)十字準(zhǔn)線回到牛頓環(huán)中心時(shí) 是否是0。 k（７）按上述步驟重復(fù)測(cè)量3次，將牛頓暗環(huán)位置的讀數(shù)填入自擬表中。數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)處理１．方法如圖5—6—3所示，因圓心處 的位置無(wú)法確定，故 O先測(cè)出OLn…，OL3，OL2，OL1之間的距離，再讀出OL1＇，OL2＇… OLn＇，其中OL1- OL1＇為 k1 級(jí)的圓環(huán)直徑D1。同理