大学物理实验讲义实验14牛顿环
大学物理实验牛顿环实验报告
大学物理实验牛顿环实验报告大学物理实验牛顿环实验报告引言：物理实验是大学物理课程中不可或缺的一部分。
通过实验，我们可以将理论知识与实际应用相结合，加深对物理原理的理解。
本次实验是牛顿环实验，通过观察干涉条纹的变化，我们可以研究光的干涉现象。
本报告将详细介绍实验的目的、原理、实验步骤、实验结果及分析，并对实验中遇到的问题进行讨论。
目的：本实验的主要目的是通过牛顿环实验，探究光的干涉现象，了解干涉条纹的形成原理，以及通过实验结果计算出透镜的曲率半径。
原理：牛顿环实验是一种光的干涉实验，利用光的波动性质和干涉现象进行研究。
实验中，我们使用了一块平凸透镜和一块平凹透镜，将它们与一块玻璃片叠加在一起。
当透镜与玻璃片接触时，由于两者之间存在空气薄膜，光在透镜与玻璃片之间发生干涉，形成一系列明暗相间的干涉条纹，即牛顿环。
实验步骤：1. 准备工作：将实验所需材料准备齐全，包括凸透镜、凹透镜、玻璃片、光源等。
2. 实验前的调整：将凸透镜、凹透镜与玻璃片叠加在一起，确保它们之间的接触均匀。
调整实验装置，使光源照射到透镜上，并将光屏放置在透镜的另一侧。
3. 观察干涉条纹：调整光源位置和光屏位置，观察干涉条纹的形成。
记录不同位置下的干涉条纹的变化。
4. 测量数据：使用显微镜观察干涉条纹，并使用读数尺测量条纹的直径和半径。
5. 分析数据：根据实验数据，计算透镜的曲率半径。
实验结果及分析：在实验中，我们观察到了一系列明暗相间的干涉条纹。
通过测量条纹的直径和半径，我们可以计算出透镜的曲率半径。
根据实验数据，我们可以得到透镜的曲率半径与干涉条纹的直径之间的关系，并进一步分析透镜的性质。
问题讨论：在实验过程中，我们遇到了一些问题。
首先，由于实验环境的光线干扰，有时很难清晰地观察到干涉条纹。
我们通过调整光源位置和光屏位置来改善观察条件。
其次，测量条纹的直径和半径时，由于显微镜的放大倍数有限，存在一定的误差。
我们尽量减小误差，提高测量的准确性。
大学物理实验教案牛顿环
学习使用干涉现象测量透镜的曲率半径
总结词
本实验的另一个重要目的是学习使用干涉现象测量透镜的曲率半径，通过实验操作和数据处理，学生 应能掌握这一测量方法。
分光计的测量精度高，是牛顿环实验中不可或缺的实验器材。
牛顿环装置
牛顿环装置是一种光学干涉实验装置，主要由平 行玻璃板和反射镜组成。
平行玻璃板用于产生干涉现象，反射镜用于反射 光线。
牛顿环装置能够产生明暗相间的干涉条纹，是验 证光的波动性的重要实验器材。
钠光灯
01
钠光灯是一种单色光源，能够发出波长为589.3nm的黄色可见 光。
02
根据干涉条纹的间距和曲率半径，可以计算出单色光的波 长。
03
通过测量不同波长的单色光在牛顿环装置中形成的干涉条纹间 距，可以推算出该单色光的波长，进而确定该单色光的频率。
03
实验器材
分光计
分光计是一种测量角度的精密仪器，主要由望远镜、分光仪和载物台三部分组成。
望远镜用于观察和定位目标，分光仪用于测量角度，载物台用于放置被测物体。
禁止随意拆卸或改动 仪器的结构，以免造 成损坏或影响实验结 果。
在调整望远镜和分光 计的载物台时，应避 免与仪器的其他部分 发生碰撞。
注意保持实验环境的清洁，防止光学元件被污染
1
在实验前应将实验区内吃东西、抽烟等行为，以免落入 杂物影响光学元件的表面清洁度。
3
在调整光学元件时，应使用专用的擦镜纸轻轻擦 拭，避免使用粗糙的布或手直接接触。
等厚干涉实验牛顿环大学物理实验课件
大学物理实验
主要内容
简介
牛顿环是一种光的等厚干涉现象。牛顿 对牛顿环作了精确的定量测定，可以说已 经走到了光的波动说的边缘，但由于过分 偏爱他的微粒说，始终无法正确解释这个 现象。直到19世纪初，英国科学家托马斯⋅ 杨才用光的波动说完满的解释了牛顿环现象。
实验目的
• 观察牛顿环干涉条纹的特点，加深对光的 波动性的认识。
成一个厚度随直径变化的空
气隙。
空气隙的等厚干涉条纹
是一组明暗相间的同心环。
该干涉条纹最早被牛顿发现，
所以称为牛顿环( Newton -
ring)
牛顿环
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仪器介绍
• 读数显微镜 • 钠灯 • 平凸透镜
ห้องสมุดไป่ตู้
读数显微镜
读数标尺
读数盘
目镜 上下移动旋钮 物镜 水平移动旋钮
钠灯
钠光灯是一种气体放电灯。在放电管内 充有金属钠和氩气。开启电源的瞬间，氩 气放电发出粉红色的光。氩气放电后金属 钠被蒸发并放电发出黄色光。
•调节目镜清晰地看到十字叉丝，然后由下向上 移动显微镜镜筒(为防止压坏被测物体和物镜， 不得由上向下移动！)，看清牛顿干涉环。
测量牛顿环直径
•取m=30 ，n=15。横向改变显微镜筒位置，使叉 丝由第30圈外向第30圈移动直至叉丝交点与之重 合，读取C30 ，继续朝同一方向移动叉丝至第15圈 读取C15 ；仍按原方向移动叉丝(为防止产生空程 差)，越过中央暗环，按同样方法读取C'15 、C‘30。 •将牛顿环旋转若干角度，重复以上测量。
半波损失
波传播过程中，遇到波疏介质反 射，反射点入射波与反射波有相同的 相位。波由波密介质反射，反射点入 射波与反射波的相位差π ，光程差为 λ/2 ，即产生了半波损失。
大学物理实验光学用牛顿环干涉测透镜曲率半径
实验 用牛顿环干涉测透镜曲率半径（一）目的：1、掌握用牛顿环测定透镜曲率半径的方法。
2、通过实验加深对等厚干涉原理的理解。
（二）仪器和用具：移测显微镜（JCD 3型）、钠灯牛顿环仪是由待测平凸透镜（凸面曲率半径约为200～300c ｍ〕Ｌ和磨光的平玻璃板Ｐ叠合装在金属框架Ｆ中构成。
框架边上有三个螺旋Ｈ，用以调节Ｌ和Ｐ之间的接触，以改变干涉环纹的形状和位置。
调节Ｈ时，螺旋不可旋得过紧，以免接触压力过大引起透镜弹性形变，甚至损坏透镜。
（三）原理：当一曲率半径很大的平凸透镜的凸面与一磨光平玻璃板相接触时，在透镜的凸面与平玻璃板之间将形成一空气薄膜，离接触点等距离的地方，厚度相同。
如图9-2所示，若以波长为的单色平行光投射到这种装置上，则由空气膜上下表面反射的光波将互相干涉，形成的干涉条纹为膜的等厚各点的轨迹，这种干涉是一种等厚干涉。
在反射方向观察时，将看到一组以接触点为中心的亮暗相间的圆环形干涉条纹，而且中心是一暗斑（图a ）；如果在透射方向观察，则看到的干涉环纹与反射光的干涉环纹的光强分布恰成互补，中心是亮斑，原来的亮环处变为暗环，暗环处变为亮环（图ｂ），这种干涉现象最早为牛顿所发现，故称为牛顿环。
设透镜Ｌ的曲率半径为R ，形成的m 级干涉暗条纹的半径为r ｍ，m 级干涉亮条纹的半径为r ｍ’，不难证明r ｍ =λmRr ｍ’=2)12(λ⋅−R m 以上两式表明，当已知时，只要测出D 第m 级暗环（或亮环）的半径，即可算出透镜的曲率半径R ；相反，当R 已知时，即可算出λ。
但由于两接触镜面之间难免附着尘埃，并且在接触时难免发生弹性形变，因而接触处不可能是一个几何点，而是一个圆面，所以近圆心处环纹比较模糊和粗阔，以致难以确切判定环纹的干涉级数m ，即干涉环纹的级数和序数不一定一致。
这样，如果只测量一个环纹的半径，计算结果必然有较大的误差。
为了减少误差，提高测最精度，必须测量距中心较远的、比较清晰的两个环纹的半径，例如测量出第m 1个和第m 2个暗环（或亮环）的半径（这里m 1，m 2均为环序数，不一定是干涉级数），因而（9－1）式应修正为r ｍ2 =（m+j ）R λ式中m 为环序数，（m ＋j ）为干涉级数（j 为干涉级修正值），于是λλR m m R j m j m r r m m )()]()[(12122212−=+−+=− 上式表明，任意两环的半径平方差和干涉级以及环序数无关，而只与两个环的序数之差（m 2-m 1）有关。
大学物理实验实验牛顿环实验
多次测量并记录数据，以提高测量的准确性。
分析测量数据，了解干涉条纹间距与光源波长之 间的关系。
记录数据并光源波长、干涉条
纹间距等。
02 分析实验数据，得出结论，并与理论值进行比较。
03
根据实验结果，了解牛顿环实验在物理学中的应用和
学习测量光波波长的方法
01 学习并掌握使用分光仪和干涉仪测量光波波长的 方法。
02 了解测量光波波长的基本原理，即根据干涉条纹 的间距和已知的直径计算光波波长。
03 掌握实验操作技巧，确保测量结果的准确性和可 靠性。
理解光的干涉现象
通过观察牛顿环实验中的干涉现象，深入理解光的波动 性和干涉原理。
对实验的改进建议和展望
改进建议
为减少非牛顿环干涉条纹的干扰，我们 可以采取增加暗室或使用遮光板的方法 。同时，为提高测量精度，我们可以使 用更高精度的测量工具或多次测量取平 均值的方法。在调整实验装置时，应更 加细致并确保各项条件完全稳定。
VS
未来展望
随着科技的发展，未来可以采用更先进的 仪器和方法来提高牛顿环实验的精度和可 靠性。此外，可以进一步研究不同条件下 牛顿环干涉现象的变化规律，为光学研究 提供更多有价值的信息。
测量尺
01
测量尺用于测量牛顿环装置中干涉条纹的直径和间距，其刻度 应清晰、准确。
02
在使用测量尺时，应保持其与显微镜和牛顿环装置的位置相对
固定，以减小误差。
在测量过程中，应多次测量并取平均值，以提高测量结果的准
03
确性。
03
实验步骤
Chapter
调整牛顿环装置
调整牛顿环装置的水 平，确保其稳定。
大学物理牛顿环实验
大学物理牛顿环实验一、实验目的1、观察牛顿环的干涉现象2、研究干涉现象与光波的波动性质3、学习使用分光仪、读数显微镜的方法二、实验原理牛顿环是一种典型的干涉现象，它是由一束光分成两束相干光，在空间叠加而成。
当一束光照射在玻璃表面时，会产生反射和透射两种现象。
反射光会在玻璃表面形成亮斑，而透射光则会继续传播。
当透射光再次照射到玻璃表面时，会再次产生反射和透射，形成一系列的反射和透射光。
这些反射和透射光会相互干涉，形成明暗相间的条纹，这就是牛顿环。
三、实验步骤1、调整分光仪，使一束光通过玻璃棱镜，分成两束相干光，并在空间叠加。
2、调整分光仪的望远镜，观察到清晰的牛顿环。
3、使用读数显微镜测量牛顿环的直径，并记录下来。
4、改变分光仪的棱镜角度，观察干涉条纹的变化，并记录下来。
5、分析实验数据，得出结论。
四、实验结果与分析1、实验结果在实验中，我们观察到了清晰的牛顿环干涉现象，并且使用读数显微镜测量了牛顿环的直径。
随着分光仪棱镜角度的变化，干涉条纹也会发生变化。
2、结果分析通过实验数据，我们可以得出以下（1）牛顿环是由两束相干光在空间叠加而形成的干涉现象。
（2）干涉条纹的明暗交替是由于两束光的相位差引起的。
（3）通过测量牛顿环的直径，我们可以计算出光波的波长。
（4）随着分光仪棱镜角度的变化，干涉条纹会发生变化，这是因为光的波长和入射角发生了变化。
五、结论通过本次实验，我们深入了解了干涉现象与光波的波动性质，学习了使用分光仪、读数显微镜的方法。
这对于我们今后在光学领域的研究具有重要意义。
大学物理牛顿环实验一、实验目的1、观察牛顿环的干涉现象2、研究干涉现象与光波的波动性质3、学习使用分光仪、读数显微镜的方法二、实验原理牛顿环是一种典型的干涉现象，它是由一束光分成两束相干光，在空间叠加而成。
当一束光照射在玻璃表面时，会产生反射和透射两种现象。
反射光会在玻璃表面形成亮斑，而透射光则会继续传播。
当透射光再次照射到玻璃表面时，会再次产生反射和透射，形成一系列的反射和透射光。
大学物理实验牛顿环
⼤学物理实验⽜顿环⽜顿环和劈尖⼲涉实验【实验⽬的】1、观察光的等厚⼲涉现象，熟悉光的等厚⼲涉的特点；2、⽤⽜顿环⼲涉测定平凸透镜的曲率半径；3、⽤劈尖⼲涉法测定细丝直径或微⼩薄⽚厚度。
【实验仪器及装置】⽜顿环仪、读数显微镜、钠光灯、劈尖、数显游标卡尺。
【实验原理】⼀、⽜顿环⼲涉⽜顿环装置是由⼀块曲率半径较⼤的平凸玻璃透镜，以其凸⾯放在⼀块光学玻璃平板（平晶）上构成的，如图1所⽰。
平凸透镜的凸⾯与玻璃平板之间的空⽓层厚度从中⼼到边缘逐渐增加，若以平⾏单⾊光垂直照射到⽜顿环上，则经空⽓层上、下表⾯反射的⼆光束存在光程差，它们在平凸透镜的凸⾯相遇后，将发⽣⼲涉。
从透镜上看到的⼲涉花样是以玻璃接触点为中⼼的⼀系列明暗相间的圆环（如图2所⽰），称为⽜顿环。
由于同⼀⼲涉环上各处的空⽓层厚度是相同的，因此它属于等厚⼲涉。
图1 实验装置简化图图2 ⼲涉光路及⽜顿环图由图2 (a)可见，如设透镜的曲率半径为R ，与接触点Ｏ相距为r 处空⽓层的厚度为d ，其⼏何关系式为：()2222222r d Rd R r d R R ++-=+-=由于R>>d ，可以略去d 2得22r d R= (1)光线应是垂直⼊射的，计算光程差时还要考虑光波在平玻璃板上反射会有半波损失，从⽽带来/2λ的附加程差，所以光程差δ为：22λδ+=d (2)产⽣暗环的条件是：(21)2k λδ=+ (3)其中k ＝0，1，2，3，...为⼲涉暗条纹的级数。
综合(1)、(2)和(3)式可得第ｋ级暗环的半径为：2r kR λ= (4)由(4)式可知，如果单⾊光源的波长λ已知，测出第m 级的暗环半径m r ，即可得出平凸透镜的曲率半径R ；反之，如果R 已知，测出m r 后，就可计算出⼊射单⾊光波的波长λ。
(a)（b ）但是⽤此测量关系式往往误差很⼤，原因在于凸⾯和平⾯不可能是理想的点接触；接触压⼒会引起局部形变，使接触处成为⼀个圆形平⾯，⼲涉环中⼼为⼀暗斑。
大学物理实验报告之牛顿环实验报告
牛顿环实验报告一. 实验目的1.观察等厚干涉现象，并利用等厚干涉测量凸透镜表面的曲率半径2.了解读书显微镜的使用方法二. 实验原理当曲率半径为R的平凸透镜放置在一平板玻璃上时，在透镜和平板玻璃之间形成一个厚度变化的空气间隙。
当光线垂直照射到其上，从空气间隙的上下表面反射的两束光线1.2将在空气间隙的上边面附近实现干涉叠加，两束光之间的光程差随空气间隙的厚度变化而变化，空气间隙厚度相同处的两束光具有相同的光程差A,所以干涉条纹是以接触点为圆心的一组明暗相间的同心圆环，称为牛顿环。
R为待测透镜凹面的曲率半径，r是第k级干涉环的半径，d是kk第k级干涉环所对应的空气间隙的厚度。
如果入射光的波长为，则第k 级干涉环所对应的光程差为A=2dk+/2(1)——k—其中，/2为光由光疏介质入射到光密介质时，反射光的半波损失。
因此，在接触点出(d0=0)的光程差为A=X/2(2)在k级干涉暗环处的光程差为A=2d+X/2=(k+1/2)k(3)——kk所对应的空气间隙的厚度为d=k X/2(4)―k=第k级干涉暗环的半径为r二価R⑸k'在实验中用给定波长的光进行照明时，只要测得第k级次干涉暗环的半径r,就可以测得曲率半径R。
k但在实际测量中，由于无法准确确定干涉环圆心所在位置，这样就不可能准确的测量干涉环的半径。
因此，直接利用式(5)作为测量公式将对测量结果带来很大的误差。
事实上，在测量过程中可以准确地获得各个级次干涉环的弦长。
假设这个弦到圆心的距离是s,可得以下几何关系L2=4(r2-s2)(6)—k kL2=4k X R-4s2(7)—k利用式（7）作为测量公式时，所遇到的问题是如何确定s或排除它对测量结果的影响。
有如下两种解决方法:（1）在式（7）中弦长的平方与干涉环的级次间是一个线性关系，在测量中，可以测量一组不同级次干涉环在某一直线上的弦长，利用最小二乘法或作图法求得该直线的斜率，再利用已知的波长得到凸透镜的曲率半径。
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实验 09 用牛顿环测曲率半径光的干涉现象证实了光在传播过程中具有波动性。
光的干涉现象在工程技术和科学研究方面有着广泛的应用。
获得相干光的方法有两种：分波阵面法（例如杨氏双缝干涉、菲涅尔双棱镜干涉等）和分振幅法（例如牛顿环等厚干涉、迈克尔逊干涉仪干涉等）。
本实验主要研究光的等厚干涉中的两个典型干涉现象，即牛顿环和劈尖干涉，它们都是用分振幅方法产生的干涉，其特点是同一条干涉条纹处两反射面间的厚度相等，故牛顿环和劈尖都属于等厚干涉。
在实际工作中，通常利用牛顿环来测量光波波长，检查光学元件表面的光洁度、平整度和加工精度，利用劈尖来测量微小长度、薄膜的厚度和固体的热膨胀系数等。
【实验目的】1.观察光的干涉现象及其特点。
2.学习使用读数显微镜。
3.利用牛顿环干涉测量平凸透镜的曲率半径R 。
入射光4.利用劈尖干涉测量微小厚度。
【仪器用具】读数显微镜、钠光灯、牛顿环装置、劈尖R【实验原理】1.牛顿环牛顿环干涉现象是1675 年牛顿在制作天文望远镜时，偶然地将一个望远镜的物镜放在平面玻璃上而发现的。
如图8-1 所示，将一个曲率半径为R （ R 很大）的平凸透镜的凸面放在一块平面玻璃板上，即组成了一个牛顿环装置。
在透镜的凸面与平面玻璃板上表面间，构成了一个空气薄层，其厚度从中心触点O （该处厚度为零）r KO(a)D 1d K向外逐渐增加，在以中心触点O 为圆心的任一圆周上的各点，薄空气层的厚度都相等。
因此，当波长为的单色光垂直入射时，经空气薄层上、下表面反射的两束相干光形成的干涉图象应是中心为暗斑的宽窄不等的明暗相间的同心圆环。
此圆环即被称之为牛顿环。
由于这种干涉条纹的特点是在空气薄层同一厚度处形成同一级干涉条X 1(左)X 1(右)D 4X 4(左)X 4(右 )(b)图8-1 牛顿环的产生纹，因此牛顿环干涉属于等厚干涉。
设距离中心触点O 半径为r K的圆周上某处，对应的空气薄层厚度为 d K，则由空气薄层上、下表面反射的两束相干光的光程差为K2d K（8-1）2式中是因为光线由光疏媒质（空气）进入光密媒质（玻璃）在交界面反射时有一位相的突变2而引起的附加光程差（半波损失）。
由图 8-1 所示的几何关系，有：R2( R d K ) 2r K2R 22Rd K d K2r K2因为 R d K，故可略去 d K2项而得：r K2d K（8-2）2R根据干涉条件，两束相干光当光程差为波长的整数倍时互相加强，光程差为半波长的奇数倍时互相抵消，因此，第 K 级明环和暗环的形成条件是：K(2K1)2由公式（ 8-1）、（ 8-2）、（ 8-3）、（ 8-4）可求得第K为明环（ 8-3）为暗环（8-4）级明环和暗环的半径为：(2K1) R1,2,3,（ 8-5）明环：r K K2暗环：r K KR K0,1,2,（ 8-6）从公式（ 8-5）、（ 8-6）可知，在平凸透镜凸面与平面玻璃的接触点（即r K 0 ）处，干涉圆环为暗环，实际观察到的是一个暗圆斑。
2.透镜曲率半径 R 的测量方法及系统误差的处理方法如果已知入射光波长，则只要设法测得明环或是暗环的半径r K，就可以由（8-5）、（ 8-6）式求得平凸透镜的曲率半径R 值，反之，当曲率半径 R 已知时，则可求得波长值。
但是，由于玻璃的弹性形变及接触处不干净等原因，使接触处不可能是一个几何点，即中心点的半径不为零，这使得在环心处平凸透镜与平面玻璃之间有一附加厚度（其符号可正可负），环心的干涉结果会是一个较大的暗斑，这种情况均导致每环半径r K发生变化，这时如果仍用（8-5）、（ 8-6）式进行计算，就势必造成较大的系统误差。
改用下述方法进行测量，就能消除这个系统误差。
假设用暗环进行测量，测出第m 级和 n 级的暗环半径r m和 r n，设这些数据带有上述系统误差，但我们可以认为：r 是测准了的，误差主要是在级数m 和 n 上，由于加上了一个附加厚度，使得在理想的点接触时，本该是第（m x ）环之处，我们现在看到的是第m 环，本该是第（ n x ）环之处，我们现在看到的是第n 环。
按（8-5）、（8-6）式本该有：r m(m x) Rr n(n x)R上面两式是准确的，把它们平方后相减可得r m2 r n2(m n)R即若用环的直径来表示，则上式可写为r m 2r n2Rn)( mD m 2D n 2R（ 8-7）4( m n)（ 8-7）式只涉及两环级数之差，而不决定于级数本身，从而消除了因级数不准带来的系统误差。
另一方面，由（ 8-7）式可以发现，只要级数差 ( m n) 一定，则暗环的直径平方差也是一定值，例如 (D 202D 102 ) ( D 212D 112)( D 222D 122)，这样，在测量中，可测量多个暗环的 D m 和 D n 值，然后用逐差法求出多个 (D m 2D n 2 ) ，以平均值 ( D m 2D n 2) 代进（ 8-7）式计算R ，可以进一步减小测量误差，从而有利于进一步提高R 的测量结果的精确度。
上面的讨论对于明条纹也有同样的结果。
3. 劈尖干涉劈尖及其干涉图样如图8-2 所示。
取两块光学平面玻璃板，使其一端接触，另一端夹一薄纸片或最细 入的漆包线，这样，在两玻璃板之间就形成了一空气劈 射 尖。
当平行单色光垂直照射到玻璃板上时，由劈尖上光表面反射的光束和下表面反射的光束就有一定的光程差。
当此二光束相遇时，就发生干涉，呈现出一组与d两玻璃板交接线相平行的、间隔相等、明暗相间的干涉条纹。
设单色光的波长为，在劈尖厚度为 d 处发生干L涉的二束光线的光程差为2nd2 （ n 为劈中媒质的折射率）要形成暗条纹，光程差必须满足以下关系：2nd(2K 1)22图 8-2劈尖及其干涉图样dK0,1.2.则）（ K2n由上式可知，当 K 0时， d0 ，即在两玻璃板交接线处呈现零级暗条纹。
如在纸片（或 细漆包线）处呈现 KN 的暗条纹（即第 N 级暗条纹），则上式变为：dN2n此时 d 即为待测物的厚度。
N 为待测物处的暗条纹级数，也就是零级暗条纹到待测物间的暗条纹总数。
在 N 不太多的情况下可以直接数出来。
但一般情况N 数目很大，故先测出单位长 度上的暗条纹数 N 0 ，再测出两玻璃板交接线至待测物间的距离L ，则 N N 0 L ，于是dN 0 L（ 8-8）2nn 1 。
如劈尖间的媒质为空气，则【仪器介绍】JCD2-A 型读数显微镜1.读数显微镜概述读数显微镜即为测量显微镜。
显微镜通常起放大物体的作用，而读数显微镜除放大物体外，还能测量物体的大小。
读数显微镜的规格型号很多，但基本结构是相同的。
本实验使用的是JCD2-A 型读数显微镜，测量范围为0~50mm，最小分度值为0.01mm （与螺旋测微计相同），可估读到0.001mm。
读数显微镜的优点是既有螺旋测微计的测量精度，又不会使被测物体变形、受损，还兼有低倍率显微镜的作用。
2.JCD2-A 型读数显微镜的外型结构1.目镜18. 标尺 2.锁紧圈17. 测微手轮 3. 螺钉4.调焦手轮16. 锁紧手轮15. 接头轴 5. 镜筒支架6. 物镜14. 方轴7.45 反射镜13.锁紧手轮8. 弹簧压片9. 玻璃片12. 底座10. 旋转手轮11. 反光镜图8-3JCD 2 -A 型读数显微镜的外形结构（侧视图）JCD2-A 型读数显微镜的外型结构如图8-3 所示。
1~7 部分为显微镜部分，调节目镜 1 可使十字叉丝清晰，转动调焦手轮 4 可使物镜 6 上下移动，改变物体到物镜的距离，使物体成像清晰，调节 45°反射镜的方向可使干涉环更清晰、明亮；牛顿环（或劈尖）等物体放在玻璃片9 上，用弹簧压片8 压住，转动旋转手轮10 可使反射镜11 的方向适当（即目镜视场中背景光亮度适当）；显微镜的高度和水平位置均可调节，松开锁紧手轮13 和 16，显微镜可在竖直方向和水平方向移动；测得数可从标尺 18 和测微手轮 17 读得：从标尺上读得的 mm 位读数加上从测微手轮上读得的数即为最后的测得数，测微手轮的结构与读数方法与螺旋测微计类似，测微手轮每转动一周，显微镜就横移1mm 的距离，测微手轮的圆周等分为100 小格，因此每一小格表示0.01mm，加上估读的一位，测微手轮可读到0.001mm，因此最后结果可读出五位有效数字。
【实验内容与要求】1.利用牛顿环测量透镜的曲率半径R（ 1）实验装置的布置如图 8-4 所示。
（ 2）将牛顿环装置放置在读数显微镜的玻璃平台上，点亮钠光灯，让钠黄光经会聚透镜 L 变成平行光（也可直接使用扩展钠光源），照射到 45°反射镜 G 上，则一部分光由 G 反射垂直进入牛顿环装置。
调整牛顿环装置的位置、 45°反射镜的角度和钠光灯的空间方位（必要时还可调反光镜 11 的角度）， 使显微镜的目镜视场中出现明亮的牛顿环干涉条纹。
G L（ 3）调节目镜， 使十字叉丝清晰； 调节显微 镜的调焦手轮，使物镜自上而下接近牛顿环 装置，并在目镜视场中观察，直至观察到的 牛顿环最清晰为止。
调整一下牛顿环或显微 镜的位置，使移动测微手轮时，十字叉丝的交点能通过牛顿环的中心，并依次与各暗环S相切。
图8-4 牛顿环实验装置的布置图（ 4）开始测量。
由于接近牛顿环中心处的圆环宽度变化很大，不易测准，故可以从 K10 开始测量。
又因为暗环较易对准，所以实验时是测量暗环直径 D 。
选择牛顿环的测量范围为K 10 ~ 29 （共 20 个环），为了消除空程差（螺距差） ，注意只 能往一个方向进行测量，这时可安排测量顺序如下：转动测微手轮使十字叉丝向左移动到第 32环以外， 然后倒回到第 29 环，使十字叉丝与暗环的左侧 （或右侧） 相切，对准并读数， 记为 x 29左 ， 然后缓慢移动十字叉丝至第28 环，读出 x 28左 ，逐条依次测量 x i ，直至测读出 x 10左 ；继续向原方向转动测微手轮，越过牛顿环的中心区域至第10 环，读出 x 10右 ，至第 11 环，读出 x 11右 ，逐条依次测量 x i ，直至测读出 x 29右 ，将全部测量数据填入下面的数据表格中。
暗显微镜读数（ mm ） 直径D K222环D 2DD K逐差方式 D mD n 2 级x K 左 x K 右( mm) 2（ m-n ）=102m n(mm)2数x K 左x K 右（ mm ）(mm) K10 20-10 11 21-11 12 22-12 13 23-13 14 24-14 15 25-15 1626-1617 27-17 18 28-18 19 29-1920 21 22 23 24 25 26 27 2829备注钠黄光波长5.893 10 4mmR 标 855.1mm（ 5）要求用逐差法处理数据， 求得 D m 2D n 2，然后利用（ 8-7）式求得 R ，按照（ 0-25）、（ 0-39）式计算 22 、 R ，并求相对误差 E r 。