用牛顿环测量透镜的曲率半径资源凤凰教育网.ppt.ppt

用牛顿环测量透镜的曲率半径用牛顿环测量透镜的曲率半径应用极广,例如:测量光波波长、测量微小角度或薄膜厚度、观应用极广,例如:测量光波波长、测量微小角度或薄膜厚度、观测微小长度变化、检测光学表面加工质量等。利用牛顿环还可以测量测微小长度变化、检测光学表面加工质量等。利用牛顿环还可以测量液体折射率。液体折射率。本实验通过牛顿环研究光的干涉现象,测定透镜的曲率半径,学本实验通过牛顿环研究光的干涉现象,测定透镜的曲率半径,学习测量微小长度,学习读数显微镜的使用等。习测量微小长度,学习读数显微镜的使用等。现象现象现象现象实验装置实验装置实验原理实验原理理论原理理论原理分析光程差,取分析光程差,取 n n=1 =1, ,( (考虑半波损失考虑半波损失) ) 目标目标: : 消去消去 e e 计算环的半径计算环的半径 r r ( (why why ?) ?) 2 1) 1,2, 0,1, , ( ) 22 , ( ) 2 2, e ???? ??????? ????????加强减弱( kkkk 2 2 2 2)2( R R e r eR e ? ??? ??k 22 reR ??? 1 2 1 2 3 , , , 2 Rr ?????级明纹 k k k k 0 1 2 3 , , , rR????级暗环, k k k k 0? e R ?讨论:时的情况?测量牛顿环干涉条纹的特点牛顿环干涉条纹的特点??. .分振幅、等厚干涉; 分振幅、等厚干涉; ??. .明暗相间的同心圆环; 明暗相间的同心圆环; ??. .级次中心低、边缘高; 级次中心低、边缘高; ??. .间隔中心疏、边缘密; 间隔中心疏、边缘密; ??. .同级干涉,波长越短同级干涉,波长越短, ,条纹越靠近中心。条纹越靠近中心。?k 牛顿环的应用牛顿环的应用牛顿环等厚干涉条纹的形状反映了两个光学表明间距变化牛顿环等厚干涉条纹的形状反映了两个光学表明间距变化情况。利用牛顿环可以检测光学球面(或平面)的加工质情况。利用牛顿环可以检测光学球面(或平面)的加工质量。量。根据本实验原理,已知曲率半径的牛顿环可测定单色光的根据本实验原理,已知曲率半径的牛顿环可测定单色光的波长。波长。在牛顿环仪的镜面充满透明的液体光学介质,就可以测量在牛顿环仪的镜面充满透明的液体光学介质,就可以测量其折射率其折射率 n n 。。问题:你能推导利用牛顿环测量折射率的公式吗? 问题:你能推导利用牛顿环测量折射率的公式吗? 难点解说难点解说测量时,只需测量测量时,只需测量 x x 2 2 , , x x 3 3 , , x x 4 4少测一组数据少测一组数据 x x 1 1可以减少数据读取工作量,降低误差。可以减少数据读取工作量,降低误差。级暗环rR?? k k k 级 m k + 1234 暗环, ( ) mRmR r r 2 2 ? ??? ?? k k k k ( ) ( )( ) m m m m R R R r r r r m m R m m r r r r 2 2 2 2 ? ?? ???? ??? ??? ??? ??? k k k k k k k k k k 4 4 m m r r r r x x x x 2 3 ? ?? ?? ??? k k k k 测量顺序 4 4 ( )( ) x x x Rm x 2 3 ??