大学物理仿真实验实验报告
牛顿环测量曲率半径实验
土木21班
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
(1)
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实验八 用牛顿环测透镜曲率半径
[实验目的]
1.观察光的等厚干涉现象,了解干涉条纹特点。
2.利用干涉原理测透镜曲率半径。
3.学习用逐差法处理实验数据的方法。
[实验原理]
牛顿环条纹是等厚干涉条纹。
由图中几何关系可得
因为R>>dk所以
(1)
由干涉条件可知,当光程差
(2)
其干涉条纹仅与空气层厚度有关,因此为等厚干涉。由(1)式和(2)式可得暗条纹其环的半径
(3)
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牛顿环测量曲率半径实验报告
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
读数显微镜,钠光灯,牛顿环仪,入射光调节架
1. 观察牛顿环
将牛顿环放置在读数显微镜镜筒和入射光调节架下方,调节玻璃片的角度,使通过显微镜目镜观察时视场最亮。
调节目镜,看清目镜视场的十字叉丝后,使显微镜镜筒下降到接近牛顿环仪然后缓慢上升,直到观察到干涉条纹,再微调玻璃片角度和显微镜,使条纹清晰。
2. 测牛顿环半径
使显微镜十字叉丝交点和牛顿环中心重合,并使水平方向的叉丝和标尺平行(与显微镜移动方向平行)。记录标尺读数。
转动显微镜微调鼓轮,使显微镜沿一个方向移动,同时数出十字叉丝竖丝移过的暗环数,直到竖丝与第N环相切为止(N根据实验要求决定)。记录标尺读数。
3. 重复步骤2测得一组牛顿环半径值,利用逐差法处理得到的数据,得到牛顿环半径R和R的标准差
下图为在系统提供的表格内记录了相应的实验数据后由系统计算的结果
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一、实验名称:
用牛顿环测量透镜的曲率半径
二、实验目的:
1、观察光的等厚干涉现象,了解干涉条纹特点。
2、利用干涉原理测透镜曲率半径。
3、学习用逐差法处理实验数据的方法。
三、实验仪器:
牛顿环装置(其中透镜的曲率未知)、钠光灯(波长为589.3nm)、读数显微镜(附有反射镜)。
四、实验原理:
将一块曲率半径R较大的平凸透镜的凸面放在一个光学平板玻璃上,使平凸透镜的球面AOB与平面玻璃CD面相切于O点,组成牛顿环装置,如图所示,则在平凸透镜球面与平板玻璃之间形成一个以接触点O为中心向四周逐渐增厚的空气劈尖。当单色平行光束近乎垂直地向AB面入射时,一部分光束在AOB面上反射,一部分继续前进,到COD面上反射。这两束反射光在AOB面相遇,互相干涉,形成明暗条纹。由于AOB面是球面,与O点等距的各点对O点是对称的,因而上述明暗条纹排成如图所示的明暗相间的圆环图样,在中心有一暗点(实际观察是一个圆斑),这些环纹称为牛顿环。
图(4)牛顿环装置 图(5)牛顿环
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实验日期: 教师审批签字:
实验人: 审批日期:
一. 实验目的:
1. 观察等厚干涉现象,了解等厚干涉的原理及特点;
2. 学习使用利用干涉法测量平凸透镜的曲率半径的方法;
3. 正确使用读数显微镜镜,学习用逐差法处理实验数据。
二. 实验仪器及其使用方法:
(一)实验仪器:
1读数显微镜(测微鼓轮的分度值为0.01mm);2钠光灯,入射光调节架;3牛顿环仪。
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用牛顿环测曲率半径
【实验目的】
1 学习用牛顿环测量球面曲率半径的原理和方法;
2 学会使用测量显微镜和钠光灯。
【实验仪器】
读数显微镜,钠光灯,牛顿环,入射光调节架
【实验原理】
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实验题目:用牛顿环测平凸透镜的曲率半径
目的:
1、通过对牛顿环图象的观察和测量,加深对等厚干涉的理解。
2、学习通过牛顿环法测量透镜曲率半径的方法。
要求:
学会使用读数显微镜并通过牛顿环法测量透镜的曲率半径。
仪器:牛顿环仪、钠光灯、读数显微镜
原理:将一曲率半径较大的平凸透镜的凸面与一块平面玻璃接触时,在凸面与平面之间就形成了一个自接触点O向外逐渐均匀加厚的空气薄层。当单色光垂直向下照射时,在空气薄层的上、下表面相继反射的两束反射光①和②存在着确定的光程差,因而在它们相叠加的地方(透镜凸面附近)就会产生以O点为中心的明暗相间的同心圆环,见下图一、图二,这种干涉现象称为牛顿环。
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