《光学实验》牛顿环实验ppt课件.ppt

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1、牛顿环实验,大学物理实验,牛顿环实验,名词解释,等厚干涉半波损失牛顿环,返回目录页,等厚干涉,平行光照射到薄介质上，介质上下表面反射的光会在膜表面处发生干涉。介质厚度相等处的两束反射光有相同的相位差，也就具有相同的干涉光强度，这就是等厚干涉。,返回,半波损失,波传播过程中，遇到波疏介质反射，反射点入射波与反射波有相同的相位。波由波密介质反射，反射点入射波与反射波的相位差，光程差为/2，即产生了半波损失。对光波说，来自大折射率介质的反射具有半波损失。,返回,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

2、的同心环。该干涉条纹最早被牛顿发现，所以称为牛顿环（Newton -ring）,返回,仪器介绍,读数显微镜钠灯平凸透镜,返回目录页,读数显微镜,返回,目镜,物镜,上下移动旋钮,水平移动旋钮,读数标尺,读数盘,钠灯,返回,钠光灯是一种气体放电灯。在放电管内充有金属钠和氩气。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。 钠光在可见光范围内两条谱线的波长分别为589.59nm和589.00nm。这两条谱线很接近，所以可以把它视为单色光源，并取其平均值589.30nm为波长。,平凸透镜,返回,平凸透镜与平板玻璃组合成牛顿环实验样品。,实验内容,实验公式,返回目录页,

3、测量牛顿环直径，计算平凸透镜曲率半径R。,实验公式,返回,在空气厚度为e的地方，上下表面反射的光的光程差为2e+/2，其中后一项是“半波损失”。 光程差为(2k+1) /2处为干涉暗条纹，得到曲率半径计算公式：,操作要点,仪器布置观测牛顿环测量直径,返回目录页,仪器布置,返回,观测牛顿环,返回,光源对准目镜筒上的45平板玻璃，调节平板玻璃方向，使光垂直照在平凸透镜装置上。此时通过目镜可以看到明亮的黄色背景。调节目镜清晰地看到十字叉丝，然后由下向上移动显微镜镜筒（为防止压坏被测物体和物镜，不得由上向下移动！），看清牛顿干涉环。,测量牛顿环直径,返回,取m=15，n=5。横向改变显微镜筒位置，使叉

4、丝由第15圈外向第15圈移动直至叉丝交点与之重合，读取C15，继续朝同一方向移动叉丝至第5圈读取C5 ；仍按原方向移动叉丝（为防止产生空程差），越过中央暗环，按同样方法读取C5 、C15 。 将牛顿环旋转若干角度，重复以上测量共6次。,数据处理,数据记录曲率半径计算不确定度评定,返回目录页,数据记录表格,返回,单位：mm,曲率半径计算,返回,参考链接,不确定度评定,返回,先分别计算u(D15) 和u(D5),其中B类不确定度均可取 。由传递关系计算R的不确定度。不确定度有效数字取1位。,问题思考,有时牛顿环中央是一亮斑，这是由于平凸透镜与平板玻璃没有紧密接触而致。试进行理论分析，并推导此时的曲率半径计算公式。,返回目录页,