牛顿环测量曲率半径的方法与改进.doc

牛顿环测量曲率半径的方法06电光通信工程2班060404252祁杰引言:牛顿环是一种分振幅等厚干涉现象。它常用来测量透镜的大曲率半径,或检验表面光洁度。原始用牛顿环测曲率半径都是利用读数显微镜测出间接值。然后算出最终结果。随着科学技术发展,计算机在光学实验里应用也越来越广泛。比如数据处理,图形分析等等。而许多应用软件的开发也为实验最终结果的得出提供了不小的帮助。摘要:通过原始利用读数显微镜测量牛顿环透镜曲率半径方法与利用Mach-Zehuden干涉仪测量透镜曲率半径方法的比较。可以得出Mach-Zehuden干涉仪测量透镜曲率半径所得结果更准确,操作更快。关键词(keywords)牛顿环Mach-Zehuden干涉仪读数显微镜Summary:ReadthatthefewmicroscopesmeasureNewton'urvatureradiusamethodandmakeuseoftheMach--urate,(keywords)NewtonthewreathMach-Zehudeninterferenceinstrumentreadfewmicroscopes仪器介绍读数显微镜读数显微镜是物理实验中常用的仪器,既可做长度测量又可观察。它是由读数装置和显微镜装置组成的。Mach-Zehuden干涉仪Mach-Zehuden干涉仪是测量气体折射率的重要工具。它主要由激光发射器、空气采集薄片、三个全反射镜、一个半反射镜、一个成像透镜、D组成。现在我们可把Mach-Zehuden干涉仪中的空气采集薄片改装成牛顿环。组成一个新的干涉仪。二、相关原理一)牛顿环的原理:牛顿环实验装置通常是由光学玻璃制成的一个平面和一个曲率半径较大(+)的球面组成,在两个表面之间形成一劈尖状空气薄层,薄层由凸透镜与平面镜的接触点向四周逐渐的增厚。当凸面向下放置,当单色光垂直入射时,在透镜的凸表面相遇时就会发生干涉现象,空气膜厚度相同的地方形成相同的干涉条纹,这种干涉称作等厚干涉。在干涉条纹是以接触点为中心的一系列明暗相间的同心圆环,称牛顿环。牛顿环的形成由于凸透镜凸表面空气层一点处的反射光和玻璃板表面空气层一点的反射光在相遇点处发生干涉,在该处产生等厚干涉条纹。按照波动理论,设形成牛顿环处空气薄层厚度为d两束相干光的光程差为:△d=2d+λ/2=kλ。当适合下列条件时有△d=2d+λ/2=kλ(K=1,2,3,...)此点处为光加强点△d=2d+λ/2=(2k+1)λ/2 (K=1,2,3,...)此点处为光减弱点式中λ为入射光的波长,λ/2是附加光程差,他是由于光在光密介质面上反射时产生的半波损失而引起的。(玻璃为光密介质)由公式(2)得,当K=0时,d=0,这就是平面玻璃和平凸透镜接触点处的条纹为暗纹的原因。光程差Δd仅与d有关,所以厚度相同的地方干涉条纹相同。由几何关系,(因水平问题,没有作图)在干涉点可得:R2=(R-d)2+r2=R2-2Rd+d2+r2(R为凸透镜半径长度,d为空气层薄膜厚度,r为环所在的半径)因为R>>d所以得(忽