等厚干涉现象的观测
等厚干涉实验报告

等厚干涉实验报告等厚干涉实验报告引言:等厚干涉实验是一种基于干涉现象的光学实验,通过观察光的干涉现象来研究光的性质和行为。
在这个实验中,我们使用了一台干涉仪来观察等厚干涉现象,并对其进行了深入的研究和分析。
实验目的:通过等厚干涉实验,我们的目的是探究光的干涉现象,研究光的波动性质,并通过实验结果来验证干涉理论。
实验原理:等厚干涉实验基于的原理是光的干涉现象。
当两束光波相遇时,它们会发生干涉,产生干涉条纹。
在等厚干涉实验中,我们使用了一台干涉仪,它由一个透明的分波镜和两个平行的玻璃板组成。
当光通过分波镜后,被分成两束,分别经过两个平行的玻璃板。
当这两束光波再次相遇时,它们会产生干涉现象。
实验步骤:1. 准备工作:调整干涉仪的光源,使其发出单色光。
2. 调整干涉仪:通过调整干涉仪的分波镜和玻璃板的位置,使得两束光波相遇时形成清晰的干涉条纹。
3. 观察干涉条纹:使用目镜或显微镜观察干涉条纹的形状和颜色,并记录下观察结果。
4. 改变光源:尝试使用不同颜色的光源,观察干涉条纹的变化,并记录下观察结果。
5. 改变玻璃板的厚度:在实验过程中,逐渐改变玻璃板的厚度,观察干涉条纹的变化,并记录下观察结果。
实验结果:通过观察等厚干涉实验的结果,我们可以发现以下几个现象:1. 干涉条纹的形状:干涉条纹呈现出明暗相间的条纹,形状有时呈现出直线,有时呈现出弯曲的形状。
2. 干涉条纹的颜色:干涉条纹的颜色随着光源的改变而变化,不同颜色的光源会产生不同颜色的干涉条纹。
3. 玻璃板厚度的影响:改变玻璃板的厚度会导致干涉条纹的变化,厚度增加时,干涉条纹会变得更加密集。
实验分析:通过对等厚干涉实验的观察和分析,我们可以得出以下结论:1. 光的波动性质:干涉现象表明光具有波动性质,不同光波之间会发生干涉。
2. 光的波长:干涉条纹的间距和颜色的变化可以用来测量光的波长,从而进一步研究光的性质。
3. 玻璃板的厚度:玻璃板的厚度对干涉条纹的形状和密度有着显著的影响,通过改变玻璃板的厚度,我们可以调控干涉条纹的形态。
等厚干涉实验报告数据

等厚干涉实验报告数据等厚干涉实验报告数据等厚干涉实验是一种常见的光学实验,通过光的干涉现象来研究光的性质和波动特性。
在这篇文章中,我将介绍一些等厚干涉实验的基本原理和实验数据,并讨论其应用和意义。
等厚干涉实验是利用光的干涉现象来观察透明薄片的厚度变化。
当一束平行光照射到透明薄片上时,光线会经过薄片的两个表面,发生反射和折射。
如果薄片的厚度是均匀的,光线在薄片内部会发生干涉现象,形成明暗条纹。
在实验中,我们使用一台干涉仪来观察等厚干涉现象。
干涉仪由一束光源、一个分束器和一个合束器组成。
光源发出的光经过分束器分成两束,一束照射到透明薄片上,另一束照射到参考平面上。
两束光线再次合并,形成干涉条纹。
通过观察干涉条纹的变化,我们可以得到薄片的厚度信息。
实验数据显示,当薄片的厚度变化时,干涉条纹的间距也会发生变化。
当薄片的厚度增加时,干涉条纹的间距变大;当薄片的厚度减小时,干涉条纹的间距变小。
通过测量干涉条纹的间距,我们可以计算出薄片的厚度。
等厚干涉实验在科学研究和工程应用中具有广泛的应用价值。
首先,它可以用来研究光的波动性质和干涉现象。
通过观察干涉条纹的变化,我们可以验证光的波动理论,并探索光的传播规律和折射定律。
其次,等厚干涉实验可以用来测量透明薄片的厚度。
在材料科学和光学工程中,我们经常需要测量薄片的厚度,以便控制产品的质量和性能。
等厚干涉实验提供了一种非接触、精确测量薄片厚度的方法。
此外,等厚干涉实验还可以用来研究光学材料的光学性质和折射率。
通过观察干涉条纹的形态和变化,我们可以推断材料的折射率,并进一步研究材料的光学特性。
在实际应用中,等厚干涉实验还可以结合其他技术和方法进行更深入的研究。
例如,我们可以将等厚干涉与激光技术相结合,实现更高精度的测量。
激光光源具有高亮度和单色性的特点,可以提供更稳定的干涉条纹和更精确的测量结果。
此外,等厚干涉实验还可以与数字图像处理技术相结合,实现自动化数据采集和分析。
等厚干涉实验报告

等厚干涉实验报告一、实验目的1、观察等厚干涉现象,加深对光的波动性的理解。
2、掌握用牛顿环测量平凸透镜曲率半径的方法。
3、学会使用读数显微镜。
二、实验原理1、等厚干涉当一束平行光垂直照射到薄膜上时,从薄膜上下表面反射的两束光将会发生干涉。
在薄膜厚度相同的地方,两束反射光的光程差相同,从而形成明暗相间的干涉条纹。
这种干涉称为等厚干涉。
2、牛顿环将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块平面玻璃上,在透镜的凸面和玻璃的平面之间形成一个空气薄膜。
当平行光垂直照射时,在空气薄膜的上表面和下表面反射的光将发生干涉,形成以接触点为中心的一系列明暗相间的同心圆环,称为牛顿环。
3、牛顿环半径与曲率半径的关系设透镜的曲率半径为$R$,形成第$k$ 个暗环时,对应的空气薄膜厚度为$e_k$。
根据几何关系,有:\e_k =\sqrt{R^2 (r_k)^2} R\由于$r_k^2 = kR\lambda$ (其中$\lambda$ 为入射光波长),所以可得:\R =\frac{r_k^2}{k\lambda}\通过测量暗环的半径$r_k$,就可以计算出透镜的曲率半径$R$。
三、实验仪器读数显微镜、钠光灯、牛顿环装置。
四、实验步骤1、调整仪器(1)将牛顿环装置放在显微镜的载物台上,调节显微镜的目镜,使十字叉丝清晰。
(2)调节显微镜的物镜,使其接近牛顿环装置,然后缓慢上升物镜,直到看清牛顿环的图像。
(3)调节钠光灯的位置和角度,使入射光垂直照射到牛顿环装置上。
2、测量牛顿环的直径(1)转动显微镜的测微鼓轮,使十字叉丝的交点移到牛顿环的中心。
(2)然后从中心向外移动叉丝,依次测量第$10$ 到第$20$ 个暗环的直径。
测量时,叉丝的交点应与暗环的边缘相切。
(3)每一个暗环的直径测量多次,取平均值。
3、数据处理(1)将测量得到的数据填入表格中,计算出每个暗环的半径。
(2)根据公式$R =\frac{r_k^2}{k\lambda}$,计算出透镜的曲率半径$R$。
光的等厚干涉 实验报告

光的等厚干涉实验报告光的等厚干涉实验报告引言:光的干涉现象是光学中的重要现象之一。
光的等厚干涉实验是一种可以直观观察光的干涉现象的实验方法。
本文将介绍光的等厚干涉实验的原理、实验装置和实验结果,并进行一定的分析和讨论。
一、实验原理光的等厚干涉是指光线在等厚物体上发生干涉现象。
当光线垂直射入等厚物体表面时,经过反射和折射后,光线在物体内部形成一系列等厚线。
当两束光线相遇时,由于光的波动性质,会发生干涉现象。
光的等厚干涉实验利用这一现象,通过观察干涉条纹的变化来研究光的干涉特性。
二、实验装置本次实验所使用的实验装置如下:1. 光源:使用一束单色光源,如红光或绿光。
2. 平行平板:选择一块平行平板作为等厚物体,保证其两个表面平行。
3. 凸透镜:将凸透镜放置在平行平板的一侧,使光线通过凸透镜后再射入平行平板。
4. 探测器:使用光电探测器或人眼观察干涉现象。
三、实验步骤1. 将光源放置在适当位置,使光线垂直射入平行平板的一侧。
2. 调整平行平板的位置,使光线通过平行平板后射入凸透镜。
3. 观察凸透镜的另一侧,通过光电探测器或人眼观察干涉现象。
4. 改变平行平板的厚度或光源的位置,观察干涉条纹的变化。
四、实验结果在实验中,我们观察到了一系列干涉条纹。
当平行平板的厚度相等时,干涉条纹呈现出明暗相间的条纹,这是由于光的干涉所导致的。
当平行平板的厚度不等时,干涉条纹的间距和亮暗程度会发生变化。
通过改变光源的位置或平行平板的厚度,我们可以观察到不同的干涉现象。
五、实验分析通过对实验结果的观察和分析,我们可以得出以下结论:1. 光的等厚干涉是一种光的干涉现象,它是由光线在等厚物体上的反射和折射所导致的。
2. 干涉条纹的间距和亮暗程度与平行平板的厚度有关,厚度越大,干涉条纹间距越大。
3. 改变光源的位置或平行平板的厚度可以改变干涉条纹的形态,这可以用来研究光的干涉特性。
六、实验应用光的等厚干涉实验在科学研究和工程应用中具有重要的意义。
等厚干涉测量

等厚干涉现象的观察和测量牛顿环和劈尖属典型的等厚干涉,它们都是由同一光源发出的两束光,分别经过其装置所形成的空气薄膜上、下表面反射后,在上表面相遇产生的干涉现象。
利用光的干涉现象可以测量微小角度、微小长度、微小直径及检测一些光学元件的球面度、平整度、光洁度等。
【实验目的】1. 利用牛顿环测透镜球面的曲率半径;2. 利用光的劈尖干涉测细丝直径(或微小厚度);3. 熟悉读数显微镜的使用和用逐差法处理实验数据。
【实验原理】一列单色光波垂直入射到透明的空气薄膜上时,薄膜上、下两表面反射产生的两束相干光,在相遇时具有下式所示的光程差Δ=2nd+λ/2(1)式中d为光线入射处薄膜的厚度,其中λ/2是考虑到入射光在下表面反射有半波损失而在上表面反射没有半波损失。
如果入射光束为平行光,那么相干光束间的光程差仅取决于薄膜的厚度,同一级干涉条纹对应的薄膜厚度相同,这就是所谓等厚干涉。
本实验应用等厚干涉的圆形条纹和直线条纹,分别测量透镜表面的曲率半径和微小长度。
1. 牛顿环牛顿环是牛顿于1675年在制作天文望远镜时,偶然将一望远镜的物镜放在平玻璃上发现的。
设单色平行光的波长为λ,第K级暗条纹对应的薄膜厚度为d k,考虑到在下界面反射时有半波损失,当光线垂直入射时,总光程差由薄膜干涉公式求得:Δ=2ndk+λ/2=2dk+λ/2 (2)式中n为空气的折射率,n=1。
根据干涉条件:kλk=1,2,3,…明Δ=(3)(2k+1)λ/2 k=0,1,2,…暗和几何关系(见图1)有r2k=R2-(R-d k)2=2Rd k-d2k因为R >>d k,上式中d2k可略去不计,有d k=r2k/2R (4)由式(2)、(3)、(4)得r2k=(2k-1)Rλ/2,k=1,2,3,…明环(5)r2k=kRλ,k=1,2,3,…暗环(6)图 1 牛顿环测曲率半径几何关若已知λ,用读数显微镜测出环的半径r ,就可利用上式求得曲率半径R 。
光的等厚干涉实验报告

光的等厚干涉实验报告
光的等厚干涉实验是一种用来研究光的干涉现象的实验。
在这个实验中,我们利用等厚薄膜产生的干涉条纹,来观察光的干涉现象。
本实验旨在通过观察干涉条纹的变化,来了解光的波动性质,以及干涉现象背后的物理原理。
在实验中,我们首先准备了一块平整的玻璃片,并在玻璃片表面涂上一层透明的薄膜。
然后,我们利用一束单色光照射到薄膜上,观察干涉条纹的产生和变化。
在观察的过程中,我们发现随着入射角的改变,干涉条纹的间距也会发生变化。
这说明干涉条纹的间距与入射角之间存在一定的关系。
通过对干涉条纹的观察和测量,我们可以得出一些重要的结论。
首先,干涉条纹的间距与薄膜的厚度有关,厚度越大,干涉条纹的间距也会越大。
其次,干涉条纹的间距与入射角有关,入射角越大,干涉条纹的间距也会越大。
最后,干涉条纹的间距与光的波长有关,波长越大,干涉条纹的间距也会越大。
通过这些结论,我们可以进一步了解光的波动性质。
光的等厚干涉实验为我们提供了一个直观的方式来观察光的干涉现象,同时也为我们提供了一种验证光的波动性质的方法。
通过这个实验,我们可以更深入地了解光的特性,为光学领域的研究提供了重要的实验基础。
总的来说,光的等厚干涉实验是一种重要的实验方法,通过这个实验,我们可以深入了解光的波动性质,以及干涉现象背后的物理原理。
这对于光学领域的研究具有重要的意义,也为我们提供了一个直观的方式来观察和理解光的干涉现象。
希望通过这个实验,我们可以更深入地了解光的特性,为光学领域的发展做出贡献。
等厚干涉实验报告

等厚干涉实验报告等厚干涉实验是光学实验中的一种经典实验,通过观察和分析等厚干涉现象,可以深入了解光的干涉原理和波动性质。
本文将从实验目的、实验原理、实验装置、实验步骤、实验结果及分析等方面介绍等厚干涉实验。
实验目的了解和掌握等厚干涉的基本原理,学习使用斜率法测量透明薄物品的折射率。
通过实验掌握科学实验的方法和步骤,培养科学观察和分析问题的能力。
实验原理干涉是光作为一种波动现象所特有的一个性质,等厚干涉是基于光的干涉性质展现的一种现象。
等厚干涉是指光在两块介质交界处发生干涉时,当光线垂直入射于介质表面且介质等厚时,会形成亮纹和暗纹的干涉条纹。
实验装置实验所用的装置主要有:波长为532nm的激光器、透镜、平行光管、透射式光栅、百分表、光屏和样品(如薄片、玻璃片等)。
实验步骤1. 首先,将实验装置搭建好,确定激光器能够正常工作,并将光源对准光屏。
2. 调整平行光管,使其尽量垂直于光屏。
在不改变光线直线传播方向的前提下,调整透镜的位置,将光线聚焦在光屏上。
3. 将透射式光栅安装在平行光管的后方,使光线通过光栅。
4. 将待测样品(薄片、玻璃片等)放置在光线通过光栅的位置上,观察干涉现象。
5. 在光屏上移动百分表,测量相邻亮纹和暗纹的位置,并记录数据。
6. 重复实验多次,取平均值并计算折射率。
实验结果及分析根据实验所获得的亮纹和暗纹位置的数据,结合所使用的光栅常数,可以计算出待测样品的折射率。
在实际实验中,由于误差的存在,计算出的折射率一般会与标准值存在一定的偏差。
通过对等厚干涉实验的观察和分析,我们可以得出结论:1. 等厚干涉是光的干涉现象之一,通过光线从两个介质交界处垂直入射且介质等厚时,形成亮纹和暗纹的干涉条纹。
2. 实验中使用的透射式光栅可以将光线分成不同的衍射波,进而形成干涉条纹。
3. 通过斜率法测量待测样品的折射率,需要测量干涉条纹的位置,并利用相关公式计算。
总结等厚干涉实验是一种重要的光学实验,通过实验可以加深对光的干涉现象和光的波动性质的理解。
等厚干涉现象实验报告

等厚干涉现象实验报告
《等厚干涉现象实验报告》
等厚干涉现象是光学实验中常见的一种现象,通过该实验可以观察到光的干涉
现象,从而进一步了解光的波动特性。
本文将介绍一次等厚干涉实验的过程和
结果。
实验过程:
1. 实验器材准备:准备一台光源、一块平行玻璃板、一块白纸和一块黑纸。
2. 实验设置:将光源放置在适当的位置,使其照射到平行玻璃板上,然后在平
行玻璃板的一侧放置白纸,在另一侧放置黑纸。
3. 观察现象:当光线穿过平行玻璃板时,会发生干涉现象,形成一系列明暗条纹。
观察这些条纹的分布和形状。
实验结果:
通过观察实验现象,我们可以得出以下结论:
1. 等厚干涉现象是由于光线穿过平行玻璃板时,不同光线的光程差导致的。
光
程差相等的地方会形成明纹,而光程差相差半个波长的地方会形成暗纹。
2. 干涉条纹的间距与光源的波长、平行玻璃板的厚度以及入射角度等因素有关。
通过调整这些因素,可以观察到不同的干涉条纹。
3. 等厚干涉现象是光的波动特性的重要表现,它揭示了光的波动性和干涉现象
的规律。
结论:
通过这次等厚干涉实验,我们深入了解了光的波动特性和干涉现象的规律。
这
些知识对于我们理解光学原理和应用光学技术具有重要意义。
希望通过不断地
实验和学习,我们能够更深入地理解光学现象,为光学领域的发展做出贡献。
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实验一光的等厚干涉现象的观测【目的与任务】1、学习使用移测显微镜;2、观察光的等厚干涉现象,研究等厚干涉现象的规律和条件;3、利用等厚干涉测量平凸透镜的曲率半径和微小厚度;4、学习用逐差法处理实验数据的方法。
【仪器与设备】移测显微镜(又称读数显微镜、比长仪)、牛顿环仪、低压钠灯。
1、移测显微镜结构如图1所示。
它由光学部分和机械部分构成,光学部分是一个长焦距显微镜,机械部分主要是底座、由丝杆带动的滑台以及读数标尺等。
其测长原理与千分尺相同,可以精确读到0.01mm,估读到0.001mm。
2、移测显微镜的操作方法:(1)将移测显微镜安放平稳,大致对准待测物;(2)反复调整显微镜目镜,直到能够看清目镜里的叉丝;(3)缓慢调节物镜的调焦手轮使显微镜聚焦,直到清楚地看到待测物,并尽可能消除视差;(消除视差的判断标准:当眼睛左右移动时,通过显微镜看去,叉丝和待测物的像之间无相对移动。
)(4)转动鼓轮手柄使显微镜移动,让叉丝对准被测起点,记录一读数,继续转动鼓轮手柄使叉丝对准被测终点,再记录此时的读数,两次读数之差即被测两点的间距。
3、牛顿环仪:是一种干涉装置。
由一曲率半径相当大的平凸透镜放在光学玻璃平板(平晶)的上面构成,如图2所示。
【原理与方法】1、牛顿环干涉现象牛顿环是牛顿于1657年在制作天文望远镜时,偶然将一个望远镜的物镜放在平玻璃上图3b :反射光束形成的干涉图样 图3a :反射光束形成牛顿环的光路图图4a :透射光束形成牛顿环的光路图图4b :透射光束形成的干涉图样发现的,由图2知在透镜的凸面与平板玻璃之间形成以接触点O 为中心向四周逐渐增厚的空气薄膜,离O 点等距离的地方厚度相同。
等厚膜的轨迹是以接触点O 为中心的圆。
若以波长为λ的单色光垂直照射到该装置上时,其中一部分光线在空气膜上表面反射,一部分在空气膜下表面反射,因此产生两束具有一定光程差的相干光,当它们相遇后就产生干涉现象。
因在膜厚度相同的地方具有相同的光程差,所以形成的干涉条纹为膜的等厚各点的轨迹。
当在反射方向观察时(见如图3a ),将会看到一组以接触点为中心的明暗相间的圆环形干涉图样,且中心是一暗斑,如图3b 所示。
如果在透射方向观察(见如图4a ),则看到的干涉图样与反射光的干涉图样的光强分布恰为互补,中心是亮斑,原来的亮环处变为暗环,暗环处变为亮环,如图4b 所示。
这种干涉现象为牛顿最早发现,故称为牛顿环。
显然,牛顿环是等厚干涉。
设透镜的曲率半径为R ,第m 级干涉圆环的半径为m r ,其相应的空气膜厚度为m d ,对图3b 由反射光束形成的干涉图样而言,空气膜上、下表面两反射光的光程差为22m d λ∆=+ (1)这里假定空气的折射率等于1(以下推导均同),其中,2λ是空气膜下表面反射光线由光疏媒质到光密媒质,在界面反射时发生半波损失引起的附加光程差。
对图4b 由透射光束形成的干涉图样而言,两相干光束的光程差为2md ∆=(2)由图4a 所示的几何关系可知222222()2m m m m m R R d r R Rd d r =-+=-++ (3)因m d R >>,可略去二级无穷小量2m d ,则有 22m m d r R=(4)当(21)2m λ∆=+时,即得反射光干涉相消(暗环)条件,代入式(1),得22(21)2m d m λλ∆=+=+(5)当λm '∆=时,即得透射光干涉(明环)条件,代入式(2),得2m d m λ'∆==,(6)把(4)式分别代入(5)式和(6)式,可得第m 级暗环(反射光时)或第m 级明环(透射光时)的半径为2m r mR λ=(7)可见,反射光束和透射光束形成的干涉图样的明暗圆环刚好互补。
由于所用实验仪器观察到的是透射光束形成的干涉图样,下面,我们仅就此情况进行考虑。
由(7)式可见,明环半径m r 与明环级数m 和R 的平方根成正比,随m 的增大,环纹越来越密,而且越来越细。
如果单色光的波长λ已知,只要测出第m 级明环的半径m r ,便可算出平凸透镜的曲率半径R 。
但是在透镜与平玻璃板接触处,由于接触压力引起形变,使接触处为一圆面。
因此,牛顿环的中心不是一个理想的接触点,而是一个不甚清晰的亮圆斑。
有时因镜面有尘埃存在,使光程差更加难以准确确定。
因此难以准确判定级数m 和测量m r 。
为消除此影响,可用两个明环半径2m r 和1m r 的平方差来计算曲率半径R 。
由式(5)知222m r m R λ=,121m r m R λ=(8)两式相减可得212221()m m r r m m R λ-=-(9) 即212221()()m m R r r m m λ=--(10)因2m 和1m 具有相同的不确定性,利用相对条纹级次12m m -恰好可消除由绝对级次的不确定性带来的误差。
考虑到测量中很难确定牛顿环中心的确切位置,所以可用测量直径2m D 和1m D 来代替半径2m r 和1m r ,即有212221()4()m m R D D m m λ=--(11)(11)式就是本实验测量平凸透镜曲率半径的公式。
不难证明,即使测量的不是直径,而是同一直线上的弦长,上式仍然成立。
2、劈尖干涉现象片、纸张、头发丝或金属箔等),在两玻璃之间便形成了一个空气劈尖,如图5所示。
显然这也是一种等厚干涉。
当单色光垂直入射时,经空气劈尖上下两表面反射的两束光的光程差为22K e λ∆=+当(21)2K λ∆=+时,得反射光干涉相消(暗纹)条件2(21)22K e K λλ∆=+=+所以第k 级暗纹处的空气膜厚度为2K e Kλ=,(K=0,1,2,3,…) (12)由(12)式可知当0=k 时,0e 0=,即两玻璃板直接接触的交线处为零级暗条纹。
因此第N 级暗纹处的厚度N e (如图5(b)中的C 处)就等于暗纹级数N 乘以/2λ。
实验中暗纹级数N 的值一般较大,为避免计数出错,可先求出单位长度的暗纹条数00/L N n = (0L 为0N 条暗纹之间的距离),再测出交线到C 的距离L ,则00L /L N nL N ==。
若已知入射光波长λ,可求得C 处的厚度为02N N e L L λ=(13)【指导与要求】一、实验课前预习1、光发生干涉的条件是什么?2、什么是等倾干涉?什么是等厚干涉?它们分别有那些干涉装置? 二、实验操作提示1、测量平凸透镜的曲率半径 (1)将仪器按图6所示装置好。
(2)把牛顿环仪置于显微镜的载物台上。
点亮钠光灯,调节升降台的高度,使显微镜进光口和低压钠灯的出光口对齐;再调节显微镜进光口的反射镜的倾斜度和左右方位,直到显微镜视场中出现明亮的黄斑。
(3)调节移测显微镜目镜,直至能看到清晰十字叉丝;再调节移测显微镜的物镜焦距,直至能看到清晰的干涉条纹;然后转动显微镜的目镜或移动牛顿环仪,使十字叉丝与固定直尺平行并通过牛顿环的中心。
(4)测量各级明环直径。
转动测微鼓轮使十字叉丝从牛顿环的中心开始向右移动,直到十字叉丝的竖线推移到右侧的第12级明环以外(准确地说是超过第12级明环一些就可以了,目的是为了避免显微镜的回程误差),反向转动鼓轮,直到十字叉丝的竖线向左推移到右侧的第12级明环的中间(如图6所示),记录读数12x ,估读到0.001mm 。
继续转动鼓轮向左移动,依次测出直到右边第3级明环的各明环位置的读数11x ,10x ,…,3x 。
继续向左移动,使镜筒沿圆心依次测出左侧第3级至第12级各明环的位置3x ',4x '…,12x '值得一提的是,图7中的第3级明环,只是一个象征性的干涉级数,由于牛顿环的中央亮斑太亮,可能会屏蔽很多的暗环。
实验时,也可以测量暗环直径,这样得出的结果和测量明环直径得出的结果是完全一致的。
原因在于:根据透射光干涉相消条件,可以同样得出表达式(11),请读者自己推导。
(5)计算连续10个牛顿环的直径。
取3m ≥,即从第3级明环到第12级明环,各环的直径m m m x x D -=',见图7。
(6)用逐差法计算平凸透镜的曲率半径R 。
取12m m -=5,则23281D D -=∆,24292D D -=∆, (2)72125D D -=∆,λλ1002054321∆+∆+∆+∆+∆=∆=R (14)偏差 λλ1002054321∆-∆+∆-∆+∆-∆+∆-∆+∆-∆=∆∆=∆R (15)2、测量涤纶薄片的厚度(1)将劈尖置于显微镜载物台上,调节显微镜至能看清劈尖干涉条纹。
(2)将十字叉丝的竖线向某一方向推移到某条干涉条纹处,记下此时显微镜读数x ,然后转动鼓轮使显微镜继续向该方向移动,直至十字叉丝的竖线移过20条干涉条纹,记下此时读数x ',则200=N ,x x L '=-0。
重复测量5遍,取平均值0L 。
(3)测出交线到C 的距离L ,重复测量3遍,取平均值L 。
(4)将0N 、0L 和L 代入(13)式,计算待测厚度。
三、实验注意1、牛顿环仪、透镜和显微镜的光学表面不清洁,要用专门的擦镜纸轻轻揩拭。
2、当用镜筒对待测物聚焦时,为防止损坏显微镜物镜,正确的调节方法是使镜筒移离待测物(即提升镜筒)。
3、用标尺定标时尽可能选择显示屏中心部位的干涉环。
4、实验操作中应避免螺距误差。
在测量过程中,显微镜应朝一个方向移动,不能在中途返回(包括读第一个数据也是如此)。
【思考与练习】1、怎样用牛顿环检验透镜质量?2、在牛顿环实验中,平板玻璃上若有微小的凸起或凹陷,试问由于凸起或凹陷,干涉条纹将有何变化?3、比较牛顿环与劈尖干涉条纹的异同处。
图 7。