等厚干涉牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

等厚干涉牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)報(bào)告等厚干涉——牛頓環(huán)等厚干涉是薄膜干涉的一種。薄膜層的上下表面有一很小的傾角是，從光源發(fā)出的光經(jīng)上下表面反射后在上表面附近相遇時(shí)產(chǎn)生干涉，并且厚度相同的地方形成同一干涉條紋，這種干涉就叫等厚干涉。其中牛頓環(huán)是等厚干涉的一個(gè)最典型的例子，最早為牛頓所發(fā)現(xiàn)，但由于他主張微粒子學(xué)說(shuō)而并未能對(duì)他做出正確的解釋。光的等厚干涉原理在生產(chǎn)實(shí)踐中育有廣泛的應(yīng)用，它可用于檢測(cè)透鏡的曲率，測(cè)量光波波長(zhǎng)，精確地測(cè)量微笑長(zhǎng)度、厚度和角度，檢驗(yàn)物體表面的光潔度、平整度等。鈉光燈牛頓環(huán)儀牛頓環(huán)裝置是由一塊曲率半徑較大的平凸面放在一塊光學(xué)玻璃平板(平鏡)上構(gòu)成的，如圖。平凸透鏡的凸面與玻璃平板之間的空氣層厚氣層上、下表面反射的兩光束存在光程差，他們?cè)谄酵雇哥R的凸面相遇兩式相減可得rr2d2 =2d+2 =(2k+1)2 其中k=0,1,2,3…為干涉暗條紋的級(jí)數(shù)。綜合(1)(2)(3)式可得第可k級(jí)暗環(huán)的半徑為k由式(4)可知，如果單色光源的波長(zhǎng)λ已知，測(cè)出第m級(jí)的暗環(huán)半徑r,即可得出平圖透鏡的曲率m,半徑R；反之，如果R已知，測(cè)出r后，就可計(jì)算出入射單色光波的波長(zhǎng)λ。但是用此測(cè)量關(guān)系式往往誤m差很大，原因在于凸面和平面不可能是理想的點(diǎn)接觸；接觸壓力會(huì)引起局部形變，使接觸處成為一個(gè)圓形平面，干涉環(huán)中心為一暗斑。或者空氣間隙層有了灰塵，附加了光程差，干涉環(huán)中心為一亮(或暗)斑，均無(wú)法確定環(huán)的幾何中心。實(shí)際測(cè)量時(shí)，我們可以通過(guò)測(cè)量距中心較遠(yuǎn)的兩個(gè)暗環(huán)半徑r和r的平方差mn來(lái)計(jì)算曲率半徑R。因?yàn)榛駾2D2R=mn由上式可知，只要測(cè)出D與D(分別為第m與第n條暗紋的直徑)的值，就能算出R或λ。這樣就mn1.調(diào)整牛頓環(huán)借助日光燈燈光，用眼睛直接觀察，均勻調(diào)節(jié)儀器的3個(gè)螺絲直至干涉條紋為圓環(huán)形且位顯微鏡鏡筒的正下方。(1)接通汞燈電源。(2)將牛頓環(huán)裝置放置在讀數(shù)顯微鏡鏡筒下，鏡筒置于讀數(shù)標(biāo)尺中央月5cm處。(3)待汞燈正常發(fā)光后，調(diào)節(jié)讀數(shù)顯微鏡下底座平臺(tái)高度(底座可升降)，使45°玻璃(4)在目鏡中觀察從空氣層反射回來(lái)的光，整個(gè)視場(chǎng)應(yīng)較亮，顏色呈汞光的蘭紫色，如果看不到光斑，可適當(dāng)調(diào)節(jié)45°玻璃片的傾斜度(一般實(shí)驗(yàn)室事先已調(diào)節(jié)好，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)(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)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(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，再按步驟(1)(2)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(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)，然后反方向的鼓輪，并讀出反向移動(dòng)時(shí)各暗環(huán)次序，并核對(duì)十字準(zhǔn)(7)按上述步驟重復(fù)測(cè)量三次，將牛頓環(huán)暗環(huán)位置的讀數(shù)填入自擬表中。X(mm)LX(mm)R123平均123平均mLX(mm)RD(mm)環(huán)數(shù)mmmLX(mm)RD(mm)nmn接觸,在重力和螺釘壓力下,透鏡會(huì)變形,中心會(huì)形成暗斑,造1.為保護(hù)實(shí)驗(yàn)儀器，聚焦前，應(yīng)先使物鏡接近被測(cè)物，然后使鏡筒慢慢向上移，直至聚2.測(cè)量讀數(shù)時(shí)，目鏡中十字叉絲的橫絲應(yīng)與讀數(shù)標(biāo)尺相平行，縱絲應(yīng)與各暗環(huán)相切。3.測(cè)量讀數(shù)時(shí)，為避免轉(zhuǎn)動(dòng)部件螺紋間隙產(chǎn)生的空程誤差，測(cè)微鼓輪只能向一個(gè)方向旋牛頓環(huán)干涉條紋一定會(huì)成為圓環(huán)形狀嗎其形成的干涉條紋定域在何處答:牛頓環(huán)是一各薄膜干涉現(xiàn)象。光的一種干涉圖樣，是一些明暗相間的同心圓環(huán)。從牛頓環(huán)儀透射出的環(huán)底的光能形成干涉條紋嗎如果能形成干涉條紋，則與反射光形紋有何不同條紋與反射光干涉條紋，正好相反。夾層內(nèi)折射率不是介于透鏡和玻璃板折射率之間，在透鏡凸表面和玻璃的接觸點(diǎn)上，空氣層厚度為0，兩反射光的光程差為λ/2，因此反射光方向上牛頓環(huán)中心為暗點(diǎn)。與反射光