牛顿环测凸透镜的曲率半径实验完整报告含数据.docx

m城市学院
物理实验报告
实验题目
用牛顿环测凸透镜的曲率半径
姓 名
学 号
专业班级
实验室号
实验成绩
指导教师
实验时间
2014年4 月 13 日
物理实验室制
耕实验目的
深入理解光的等厚干涉及其应用。
用牛顿坏测平凸透镜的曲率半径。
学会使用读数显微镜。
用实验仪器
名称
型号
读数显微镜
JCD3
低压钠光灯及电源
GP20Na
牛顿坏仪
NTK
请认真填写
'厂口实验原理（注:1:原理图、测试公式）
牛顿环
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。
如图所示，在平板玻璃面 DCF上放一个曲率半径很大的平凸透镜 ACB C点为接触点，这样在 ACB和DCF之间，形 成一层厚度不均匀的空气薄膜，单色光从上方垂直入射到透镜上，透过透镜，近似垂直地入射于空气膜。分别从
膜的上下表面反射的两条光线来自同一条入射光线，它们满足相干条件并在膜的上表面相遇而产生干涉，干涉后
的强度由相遇的两条光线的光程差决定,由图可见,二者的光程差
等于膜厚度 e 的两倍， 即
此外，当光在空气膜的上表面反射时，是从光密媒质射向光疏媒质，反射光不发生相位突变，而在下表面反射时，
则会发生相位突变，即在反射点处，反射光的相位与入射光的相位之间相差 ，与之对应的光程差为 /2 ,所以
相干的两条光线还具有 /2的附加光程差，总的光程差为
m和n,测出它们的直径 d= 2r d= 2r 有
在实验中，我们选择两个离中心较远的暗环，假定他们的级数为
准确地数出级数 m和n之差（m-n）
由此得出
从这个公式可以看出，只要我们准确地测出某两条暗纹的直径,
（不必确定圆心也不必确定具体级数 m和n）,即可求得曲率半径 R
冬实验容及步骤
点燃钠光灯，放好牛顿环仪，待钠光灯发光正常后，调平玻片
与水平成45 ，使目镜视场中充满黄光。 调目镜使十字叉丝清晰， 横丝与镜筒移动方向平行。 调焦：使镜筒自下而上的移动，看
清干涉条纹并观察其分布。叉丝中心与牛顿环中心对准。
转动读数鼓轮，让十字准线竖线从中央缓慢向左移至 32环，
然后反方向自32环向右（或向左）移动，当十字准线竖线与 30 环外侧相切时，记录读数显微镜上的位置读数 x30然后继续转动 鼓轮，使竖线依次与 29----10 环外侧相切，并记录读数。过了
10环后继续转动鼓轮，直到十字准线竖线回到牛顿环中心，核 对该中心是否是k = 0。继续按原方向转动读数鼓轮，越过干涉 圆环中心，记录十字准线与右边（或左边）第 10--30环切时的 读数。
将数据输入excel表格，导出最后的数据。
心实验数据记录（注意：单位、有效数字、列表）
环的级数
m
30
29
28
27
26
25
环的位置/mm
左

1

4



8

1
右

2

4

3


8

5
环的直径/mm
dm






环的级数
n
15
14
13
12
11
10
环的位置/mm
左

5

5


3

6

4
右


26

2

6

8
环的直径/mm
dn












,2 , 2
dm /mm
9281
16
8889
84
25
0036






,2 , 2
dn /mm
0225
8025
21
5761
29
1296
,2 .2 , 2
dm dn /mm

9056

3575

6789

2639

96

874
请认真填写
,墙数据处理、误差分析和实验结论
1、计算D； D2