利用牛顿环测量曲率半径实验 孙凯.ppt

用牛顿环测定透镜的曲率半径
西南大学物理实验教学示范中心
普通物理实验
孙凯
******@swu.
西南大学物理实验教学示范中心
一、实验背景
等厚干涉
劈尖干涉
测膜厚
检验光学元件
表面的平整度
测细丝的直径
牛顿环
斑
测量透镜的曲率半径
可以用来测量光波波长,
用于检测透镜质量
西南大学物理实验教学示范中心
一、实验背景
17世纪初,物理学家牛顿在考察肥皂泡及其他薄膜干涉现象时,把一个玻璃三棱镜压在一个曲率已知的透镜上,偶然发现干涉圆环,并对此进行了实验观测和研究。
牛顿环
斑
白光
单色光
;
、边缘高;
、边缘密;
,波长越短,条纹越靠近中心。
西南大学物理实验教学示范中心
二、实验目的
1、学会使用钠光灯及熟炼使用读数显微镜
2、观察等厚干涉现象
3、学习用牛顿环测量球面曲率半径的原理和方法。
西南大学物理实验教学示范中心
三、实验原理
空气层
等厚干涉:一束单色光垂直照射薄膜,薄膜上下表面反射的两束光产生干涉,薄膜厚度相同的地方对应同一级干涉条纹。
钠黄光
上表面
下表面
rk
曲率半径R
dk
k级牛顿环半径rk
半波损失
西南大学物理实验教学示范中心
三、实验原理
空气折射率n=1
暗条纹
k级暗纹的半径
曲率半径
入射光波长
西南大学物理实验教学示范中心
三、实验原理
(1) 零级暗纹
两个变量进行处理
——逐差法
m、n级暗条纹
西南大学物理实验教学示范中心
四、实验仪器
牛顿环仪(R≈1m)
钠光灯(λ≈)
读数显微镜()
西南大学物理实验教学示范中心
四、实验仪器
牛顿环仪
牛顿环的结构包括一个曲率半径很大的平凸透镜和一块平玻璃板,在平凸透镜和平玻璃板之间产生空气薄膜,当单色平行光垂直入射到牛顿环时,可获得等厚干涉条纹。
西南大学物理实验教学示范中心
四、实验仪器
钠光灯
钠光灯是一种气体放电灯(管内充有金属钠和氩气)。在开启电源的瞬间,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。
。这两条谱线很接近,所以可以把它视为单色光源。取其平均值
钠光灯必须与镇流器串联、在额定电压与额定电流下使用。钠光灯要尽量连续使用。