等厚干涉現(xiàn)象的研究

1、實驗六 等厚干涉現(xiàn)象的研究實驗?zāi)康?實驗?zāi)康?．觀察牛頓環(huán)產(chǎn)生的等厚干涉條紋，加深對等厚干涉現(xiàn)象的認(rèn)識。2．掌握測量平凸透鏡曲率半徑的方法。實驗儀器 實驗儀器JXD —B 型讀數(shù)顯微鏡，牛頓環(huán)儀，鈉光燈。儀器構(gòu)造說明 儀器構(gòu)造說明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《光學(xué)實驗基礎(chǔ)知識》中常用儀器構(gòu)造與調(diào)節(jié)的有關(guān)內(nèi)容，請認(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

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€螺旋 H，用來調(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，螺旋不可旋得過緊，以免接觸壓力過大引起透鏡彈性形變，甚至損壞透鏡。實驗原理 實驗原理如圖 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時，從空氣上下兩個表面反射的光

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)象稱為等厚干涉。此等厚干涉條紋最早由牛頓發(fā)現(xiàn)，故稱為牛頓環(huán)。在干涉條紋上，光程差相等處，是以接觸點 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)）及平臺高度，直至看到反射光斑，并均勻照亮視場。（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．測量21環(huán)到30環(huán)的直徑（１）粗調(diào)儀器，移動牛頓環(huán)裝置，使十字準(zhǔn)線的交點與牛頓環(huán)中心重合。（２）放松目鏡緊固螺絲（該螺絲應(yīng)

5、始終對準(zhǔn)槽口） ，轉(zhuǎn)動目鏡使十字準(zhǔn)線中的一條線與標(biāo)尺平行，即與鏡筒移動方向平行。（３）轉(zhuǎn)動讀數(shù)顯微鏡讀數(shù)鼓輪，鏡筒將沿著標(biāo)尺平行移動，檢查十字準(zhǔn)線中豎線與干涉環(huán)的切點是否與十字準(zhǔn)線交點重合，若不重合，按步驟（１） 、 （２）再仔細調(diào)節(jié)（檢查左右兩側(cè)測量區(qū)域） 。（４）把十字準(zhǔn)線移到測量區(qū)域中央（25環(huán)左右） ，仔細調(diào)節(jié)目鏡及鏡筒的焦距，使十字準(zhǔn)線像與牛頓環(huán)像無視差。（５）轉(zhuǎn)動讀數(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，當(dāng)十字準(zhǔn)線豎線與30環(huán)外側(cè)相切時，記錄讀數(shù)顯微鏡上的位置讀數(shù) 然后繼續(xù)轉(zhuǎn)動鼓輪，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)。過了21環(huán)后繼續(xù)轉(zhuǎn)動鼓輪，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，核對該中心是否是 k = 0。（６）繼續(xù)按原方向轉(zhuǎn)動讀數(shù)鼓輪，越過干涉圓環(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、切時的讀數(shù)，注意從37環(huán)移到另一側(cè)30環(huán)的過程中鼓輪不能倒轉(zhuǎn)。然后再反向轉(zhuǎn)動鼓輪，并讀出反向移動時各暗環(huán)次序，并核對十字準(zhǔn)線回到牛頓環(huán)中心時 是否是0。 k（７）按上述步驟重復(fù)測量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 的位置無法確定，故 O先測出OLn…，OL3，OL2，OL1之間的距離，再讀出OL1＇，OL2＇… OLn＇，其中OL1- OL1＇為 k1 級的圓環(huán)直徑D1。同理