光的干涉-牛頓環(huán)

實(shí)驗(yàn)名稱光的干涉—牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)編號(hào)0801016實(shí)驗(yàn)課時(shí)3類別必修(√)限選()任選()類型演示、驗(yàn)證(√)綜合、設(shè)計(jì)()輔助教師職稱授課對(duì)象全校工科本科生、?？粕滩闹v義王宏波等．大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)(上)．東北林業(yè)大學(xué)出版社，2004實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(教學(xué)過程)備注實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)觀察等厚干涉現(xiàn)象及其特點(diǎn)。(2)學(xué)會(huì)用干涉法測(cè)量透鏡的曲率半徑與微小厚度。實(shí)驗(yàn)方法原理利用透明薄膜(空氣層)上下表面對(duì)人射光的依次反射，人射光的振幅將分成振幅不同且有一定光程差的兩部分這是一種獲得相干光的重要途徑由于兩束反射光在相遇時(shí)的光程差取決于產(chǎn)生反射光的薄膜厚度，同一條干涉條紋所對(duì)應(yīng)的薄膜厚度相同，這就是等厚干涉。將一塊曲率半徑R較大的平凸透鏡的凸面置于光學(xué)平板玻璃上，在透鏡的凸面和平板玻璃的上表面間就形成一層空氣薄膜，其厚度從中心接觸點(diǎn)到邊緣逐漸增加。當(dāng)平行的單色光垂直入射時(shí)，入射光將在此薄膜上下兩表面依次反射，產(chǎn)生具有一定光程差的兩束相干光因此形成以接觸點(diǎn)為中心的一系列明暗交替的同心圓環(huán)——牛頓環(huán)。透鏡的曲率半徑為：實(shí)驗(yàn)裝置讀數(shù)顯微鏡、牛頓環(huán)裝置、計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備計(jì)算軟件玻璃片鈉光燈管實(shí)驗(yàn)步驟(1)轉(zhuǎn)動(dòng)讀數(shù)顯微鏡的測(cè)微鼓輪熟悉其讀數(shù)方法調(diào)整目鏡使十字叉絲清晰并使其水平線與主尺平行(判斷的方法是轉(zhuǎn)動(dòng)讀數(shù)顯微鏡的測(cè)微鼓輪觀察目鏡中的十字叉絲豎線與牛頓環(huán)相切的切點(diǎn)連線是否始終與移動(dòng)方向平行)。(2)為了避免測(cè)微鼓輪的網(wǎng)程(空轉(zhuǎn))誤差在整個(gè)測(cè)量過程中應(yīng)盡量使叉絲的豎線對(duì)準(zhǔn)暗干涉條紋中央時(shí)才讀數(shù)。(3)應(yīng)盡量使叉絲的豎線對(duì)準(zhǔn)暗干涉條紋中央時(shí)才讀數(shù)。(4)測(cè)量時(shí)，隔一個(gè)暗環(huán)記錄一次數(shù)據(jù)。(5)由于計(jì)算R時(shí)只需要知道環(huán)數(shù)差m-n，因此以哪一個(gè)環(huán)作為第一環(huán)可以任選，但對(duì)任一暗環(huán)其直徑必須是對(duì)應(yīng)的兩切點(diǎn)坐標(biāo)之差。數(shù)據(jù)處理環(huán)的級(jí)數(shù)m2422201816、環(huán)的位置／mm右21.39121.55221.70821.86222.041左28.44928.32028.16327.97027.811環(huán)的直徑／mmDm7.0586.7686.4556.1085.770環(huán)的級(jí)數(shù)n14121086環(huán)的位置／mm右22.23722.43522.66222.88123.162左27.63227.45127.25426.96526.723環(huán)的直徑／mmDn5.3955.0164.5924.0843.56120.70920.64620.58120.62920.61220.635875.40.120.6％==0.6％=5.25mm；U=2×=11mm=(875±11)mm1.透射光牛頓環(huán)是如何形成的?如何觀察?畫出光路示意圖。答：光由牛頓環(huán)裝置下方射入，在空氣層上下兩表面對(duì)入射光的依次反射，形成干涉條紋，由上向下觀察。2.在牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)中，假如平玻璃板上有微小凸起，則凸起處空氣薄膜厚度減小，導(dǎo)致等厚干涉條紋發(fā)生畸變。試問這時(shí)的牛頓環(huán)(暗)將局部?jī)?nèi)凹還是局部外凸?為什么?答：將局部外凸，因?yàn)?/p>