光的干涉—牛顿环

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1、实验名称光的干涉—牛顿环实验编号0801016实验课时3类别必修(√)限选()任选()类型演示、验证(√)综合、设计()辅助教师职称授课对象全校工科本科生、专科生教材讲义王宏波等．大学物理实验(上)．东北林业大学出版社，2004实验内容(教学过程)备注实验目的(1)观察等厚干涉现象及其特点。(2)学会用干涉法测量透镜的曲率半径与微小厚度。实验方法原理利用透明薄膜(空气层)上下表面对人射光的依次反射，人射光的振幅将分成振幅不同且有一定光程差的两部分，这是一种获得相干光的重要途径。由于两束反射光在相遇时的光程差取决于产生反射

2、光的薄膜厚度，同一条干涉条纹所对应的薄膜厚度相同，这就是等厚干涉。将一块曲率半径R较大的平凸透镜的凸面置于光学平板玻璃上，在透镜的凸面和平板玻璃的上表面间就形成一层空气薄膜，其厚度从中心接触点到边缘逐渐增加。当平行的单色光垂直入射时，入射光将在此薄膜上下两表面依次反射，产生具有一定光程差的两束相干光。因此形成以接触点为中心的一系列明暗交替的同心圆环——牛顿环。透镜的曲率半径为：实验装置读数显微镜、牛顿环装置、计算机。实验准备计算软件、玻璃片、钠光灯管。实验步骤(1)转动读数显微镜的测微鼓轮，熟悉其读数方法；调整目镜，使十

3、字叉丝清晰，并使其水平线与主尺平行(判断的方法是：转动读数显微镜的测微鼓轮，观察目镜中的十字叉丝竖线与牛顿环相切的切点连线是否始终与移动方向平行)。(2)为了避免测微鼓轮的网程(空转)误差，在整个测量过程中，鼓轮只能向一个方向旋转。应尽量使叉丝的竖线对准暗干涉条纹中央时才读数。(3)应尽量使叉丝的竖线对准暗干涉条纹中央时才读数。(4)测量时，隔一个暗环记录一次数据。(5)由于计算R时只需要知道环数差m-n，因此以哪一个环作为第一环可以任选，但对任一暗环其直径必须是对应的两切点坐标之差。数据处理环的级数m242220181

4、6、环的位置／mm右21.39121.55221.70821.86222.041左28.44928.32028.16327.97027.811环的直径／mmDm7.0586.7686.4556.1085.770环的级数n14121086环的位置／mm右22.23722.43522.66222.88123.162左27.63227.45127.25426.96526.723环的直径／mmDn5.3955.0164.5924.0843.56120.70920.64620.58120.62920.61220.635875.40

5、.120.6％==0.6％=5.25mm；U=2×=11mm=(875±11)mm1.透射光牛顿环是如何形成的?如何观察?画出光路示意图。答：光由牛顿环装置下方射入，在空气层上下两表面对入射光的依次反射，形成干涉条纹，由上向下观察。2.在牛顿环实验中，假如平玻璃板上有微小凸起，则凸起处空气薄膜厚度减小，导致等厚干涉条纹发生畸变。试问这时的牛顿环(暗)将局部内凹还是局部外凸?为什么?答：将局部外凸，因为同一条纹对应的薄膜厚度相同。3.用白光照射时能否看到牛顿环和劈尖干涉条纹?此时的条纹有何特征?答：用白光照射能看到干涉条纹

6、，特征是：彩色的条纹，但条纹数有限。3.用白光照射时能否看到牛顿环和劈尖干涉条纹?此时的条纹有何特征?答：用白光照射能看到干涉条纹，特征是：彩色的条纹，但条纹数有限。