牛顿环实验报告

牛顿环

目录：

实验题目…………………………１实验目的…………………………２实验仪器…………………………３实验原理…………………………４实验步骤…………………………５实验数据记录……………………６实验数据处理……………………７实验误差分析……………………８

一,实验题目：牛顿环

二,实验目的：1，练习平凹镜曲率半径的测定方法。

2，观察等厚现象,考察其特点。

3，学习使用读数显微镜。

三,实验仪器：

1，牛顿环支架6，二维平移底座

2，牛顿环组件7，干版架

3，半透半反玻璃（分束器）8，升降调节座

4，显微镜9，钠灯

5，测微目镜10，升降调节座

四,实验原理：

牛顿环是将一曲率半径相当大的平凸玻璃透镜放在一平面玻璃

的上面，则在两者之间形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。

利用透明薄膜(空气层)上下表面对人射光的依次反射，人射光的振幅将分成振幅不同且有一定光程差的两部分，这是一种获得相干光的重要途径。由于两束反射光在相遇时的光程差取决于产生反射光的薄膜厚度，同一条干涉条纹所对应的薄膜厚度相同，这就是等厚干涉。将一块曲率半径R 较大的平凸透镜的凸面置于光学平板玻璃上，在透镜的凸面和平板玻璃的上表面间就形成一层空气薄膜，其厚度从中心接触点到边缘逐渐增加。当平行的单色光垂直入射时，入射光将在此薄膜上下两表面依次反射，产生具有一定光程差的两束相干光。因此形成以接触点为中心的一系列明暗交替的同心圆环——牛顿环。透镜的曲率半径为：

R=(ｄm2-ｄn2)/(m-n) λ

五，实验步骤：

1）按照图所示的布置光路，若牛顿环装置平凸透镜与平板玻璃的接触点偏离中心，得到调节夹具上的三个螺钉，使接触点稳定

剧终即可，但不要拧得太紧。

2）调节分素器，使现场6mm测量范围内充满钠光，消除视差。

尽量使干涉圆环在量程内对称分布。

3）从第14环开始逐环测量定位置至第五环，再越过环心，从另一侧第5环侧至第14环为止，计算10个环的直径d。

4）用逐差法取m-n=5个(ｄm2-ｄn2)值，取平均，代入公式R=(d m2-d n2)/4(m-n) λ

测出平凹镜的曲半径。

六，实验数据记录：

(d n=|d n1−d n2|) (d m=|d m1−d m2|)

所求平均曲率半径

R=1/10(1769.49+2261.63+1568.01+1649.81+1327.38+908.76+1374.

04+1241.83+1296.16+2003.27)nm=1540.038nm

七，实验结论及误差分析

1，实验过程中对实验的调节清晰度会影响实验的读数

2，在读数的移动过程中定位不精确会对读数造成误差影响实验测量的精确性。

3，读数着本身操作的不规范性会对实验造成误差。

4，实验仪器本深存在着系统误差。

八，参考文献：

光学教程（姚启均第四版）

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