用牛顿环测量平凸透镜的曲率半径
实物图
实验目的:
1、学会读数显微镜的调整和使用。
2、了解等厚干涉的原理和测量方法。
3、学习用逐差法计算和处理数据。
实验原理:
将一块曲率半径较大的平凸透镜或平凹透镜与一块平面玻璃接触时,在凸面或凹面与平面之间就形成了一个自接触点0向外逐渐均匀加厚的空气薄层。当单色光垂直向下照射时,在空气薄层的上下表面相继反射的两束反射光(1)和(2)间存在着确定的光程差,从而会产生以0点为中心的明暗相间的同心圆环。
在显微镜上观察到的干涉条纹
当光程差满足:
时,为暗条纹。式中K为暗条纹的级次,为所用单色
光源的波长。
暗条纹的空气隙厚度满足:
显然,在接触点0处, 为零级暗条纹。
而空气隙厚度和透镜曲率半径及暗条纹的半径之间的关系为:
因即可得到暗条纹满足
正确的方法是测量某干涉条纹的直径,将上式写成
采用逐差法,选取距中心较远的、比较清晰的两组干涉条纹的直
径,一组级次为,另一组级次为,由上式得到:
将它们相减得到: 曲率半径与级次无关,
只与级次差有关。
实验内容:
1、调整读数显微镜,能观察到反射回来的黄光。
2、调整读数显微镜,能看到清晰的牛顿环。
3、旋转显微镜的鼓轮,使十字叉丝由牛顿环中央缓缓
向左侧移动至第15环,然后单方向向右移动,测出
叉丝与各条纹相切时的读数。
4、用逐差法,将Dk值分成两组,一组级次为k2 ,另一组为k1 。将数据填入表格中(单位:mm)。
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