用牛頓環(huán)測透鏡的曲率半徑實(shí)驗(yàn)報告

1、用牛頓環(huán)測透鏡曲率半徑實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .觀察光的等厚干涉現(xiàn)象，了解干涉條紋特點(diǎn)2 .利用干涉原理測透鏡曲率半徑。3 .學(xué)習(xí)用逐差法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法。實(shí)驗(yàn)原理牛頓環(huán)條紋是等厚干涉條紋。A射光圖2 牛頓環(huán)由圖中幾何關(guān)系可得r：=R2-(R-dk)2=2Rdk-d：因?yàn)镽>>dk所以r：=2Rdk(1)由干涉條件可知，當(dāng)光程差=2dk+=卜九(k=1,2,)明條紋2鼠九(2)仙=2dk十一=(2k+1)一(k=0,1,2)暗條紋22其干涉條紋僅與空氣層厚度有關(guān)，因此為等厚干涉。由(1成和(2)式可得暗條紋具環(huán)的半徑12=kR(3)由式(3)可知，若已知入射光的波長入，測出k級干涉環(huán)的半徑電

2、就可計(jì)算平凸透鏡的曲率半22所以R=Dkm-Dk(4)4m-只要測出Dk和Dk+m,知道級差m,并已知光的波長小便可計(jì)算R實(shí)驗(yàn)儀器鈉光燈，讀數(shù)顯微鏡，牛頓環(huán)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1 .將牛頓環(huán)置于讀數(shù)顯微鏡載物合上，并調(diào)節(jié)物鏡前反射玻璃片的角度，使顯微鏡的視場中充滿亮光。2 .調(diào)節(jié)升降螺旋，使鏡筒處于能使看到清晰干涉條紋的位置，移動牛頓環(huán)裝置使干涉環(huán)中心在視場中央。并觀察牛頓環(huán)干涉條紋的特點(diǎn)。3 .測量牛頓環(huán)的直徑。由于中心圓環(huán)較模糊，不易測準(zhǔn)，所以中央幾級暗環(huán)直徑不要測，只須數(shù)出其圈數(shù)，轉(zhuǎn)動測微鼓輪向右(或左)側(cè)轉(zhuǎn)動18條暗紋以上，再退回到第18條，并使十字叉絲對準(zhǔn)第18條暗紋中心，記下讀數(shù)，再依次測第

3、17條、第16條至第3條暗紋中心，再移至左(或右)側(cè)從第3條暗紋中心測至第18條暗紋中心，正式測試時測微鼓輪只能向一個方向轉(zhuǎn)動，只途不能進(jìn)進(jìn)退退，否則會引起空回測量誤差。4 .用逐差法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及第18圈對第8圈，第17圈對第7圈其級差m=10,用(4)式計(jì)算Ro實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理在本實(shí)驗(yàn)中，由于在不同的環(huán)半徑情況下測得的R的值是非等精度的測量，故對各次測量的結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時，要計(jì)算總的測量不確定度是個較復(fù)雜的問題。為了簡化實(shí)驗(yàn)的計(jì)算，避免在復(fù)雜的推導(dǎo)計(jì)算中耗費(fèi)過多時間，本實(shí)驗(yàn)中研究測量的不確定度時僅按等精度測量的情況估算(D124m-D2)的標(biāo)準(zhǔn)偏差，而忽略B類不確定度的估算和在計(jì)算中因不等精

4、度測量所帶來的偏差。表1牛頓環(huán)測量數(shù)據(jù)m=10,F5.893X10-4mm圈數(shù)顯微鏡讀數(shù)/mmD/mmD2/mm2Dk+m2-Dm2左力右方/mm21822.93414.5908.34469.12236.352821.64015.8725.76833.2701722.82014.7148.10665.70736.773721.42516.0465.37928.9341622.69814.8107.88862.22136.465621.30216.2275.07525.7561522.58214.9307.65258.55336.482521.10916.4114.69822.0711422.46215.0507.41254.93836.542420.89416.6054.28918.3961322.34815.1267.22252.15737.396320.68016.8383.84214.761d2+-Dk2=36.668mm2S(dk2+md：)=0.385mm22222DDk-tm-Dka二二/ecvdS(Dk4m-Dk)CCdCmR-1.556mS(R)一=0.016m4m九4m，uR=R_S（R）=1.556+0.016m實(shí)驗(yàn)分析1 .在測量時，我們近似認(rèn)為非