北京師範大學珠海分校
大學物理實驗報告
實驗名稱：牛頓環實驗測量
學院工程技術學院
專業測控技術與儀器
學號 1218060075
姓名鐘建洲
同組實驗者 1218060067餘浪威
1218010100楊孟雄
2013 年 1 月 17日
實驗名稱
牛頓環實驗測量
一、實驗目的
1.觀察牛頓環干涉現象條紋特徵；
2.學習用光的干涉做微小長度的測量；
3.利用牛頓環干涉測量平凸透鏡的曲率半徑；
4.通過實驗掌握移測顯微鏡的使用方法
2、實驗原理
在一塊平面玻璃上安放上一焦距很大的平凸透鏡，使其凸面與平面相接觸，在接觸點 o 附近就形成一層空氣膜。當用一平行的準單色光垂直照射時，在空氣膜上表面反射的光束和下表面反射的光束在膜上表面相遇相干，形成以 o 為圓心的明暗相間的環狀干涉圖樣，稱為牛頓環。如果已知入射光波長，並測得第 k 級暗環的半徑 rk ，則可求得透鏡的曲率半徑 r 。
但實際測量時，由於透鏡和平面玻璃接觸時，接觸點有壓力產生形變或有微塵產生附加光程差，使得干涉條紋的圓心和環級確定困難。第m環與第n環用直徑 dm 、 dn 。此為計算 r 用的公式，它與附加厚度、圓心位置、絕對級次無關，克服了由這些因素帶來的系統誤差，並且 dm 、 dn 可以是弦長。
3、實驗內容與步驟
用牛頓環測量透鏡曲率半徑
(1).按圖布置好實驗器材，使用單色擴充套件光源，將牛頓環裝置放在讀數顯微鏡工作台毛玻璃**，並使顯微鏡筒正對牛頓環裝置中心。
(2).調節讀數顯微鏡。
1.調節目鏡，使分劃板上的十字刻度線清晰可見，並轉動目鏡，使十字刻度線的橫線與顯微鏡筒的移動方向平行。
2.調節45度反射鏡，使顯微鏡視覺中亮度最大，這時基本上滿足入射光垂直於待測量透鏡的要求。
1.轉動手輪a，使顯微鏡平移到標尺中部，並調節調焦手輪b，使物鏡接近牛頓環裝置表面。
2.對顯微鏡調焦。緩慢地轉動調焦手輪b，使顯微鏡筒由下而上移動進行調焦，直到從目鏡中清楚地看到牛頓環干涉條紋且無視差為止；然後移動牛頓環裝置，使目鏡中十字刻度線交點與牛頓環中心重合
(1).觀察條紋的特徵。
觀察各級條紋的粗細是否一致，其間距有無差異，並做出解釋。觀察牛頓環中心是亮斑還是暗斑？
(2).測量暗環的直徑
轉動讀數顯微鏡的讀數鼓輪，同時在目鏡中觀察，使十字刻度線由牛頓環中心緩慢地向一側移動到43環；然後再回到第42環。自42環起，單方向移動十字刻度，每移3環讀數一——直到測量完成另一側的第42環。並將所測量的第42環到第15環各直徑的左右兩邊的讀數記錄在**內。
4、資料處理與結果
1.求透鏡的曲率半徑。
測出第15環到第42環暗環的直徑，取m-n=15,用逐差法求出暗環的直徑平方差的平均值，按算出透鏡的曲率半徑的平均值r。
r1＝ (d422-d272)/[4(42-27]λ= 895.85 mm
r2＝ (d392-d242)/[4(39-24]λ= 896.97 mm
r3＝(d362-d212)/(4(36-21)λ= 887.94mm
r4＝(d332-d182)/(4(33-18)λ= 893.30mm
r5＝(d302-d152)/(4(30-15)λ= 982.92mm
r=(r1+r2+r3+r4+r5)/5= 893.39mm
5、附件：原始資料
等厚干涉牛頓環實驗報告
2 把牛頓環儀置於顯微鏡的正下方，使單色光源與讀數顯微鏡上45角的反射透明玻璃片等高，旋轉反射透明玻璃 直至從目鏡中能看到明亮均勻的光照。3 調節讀數顯微鏡的目鏡，使十字叉絲清晰 自下而上調節物鏡直至觀察到清晰的干涉圖樣。移動牛頓環儀，使中心暗斑 或亮斑 位於視域中心，調節目鏡系統，使叉絲橫絲與讀數...
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利用牛頓環測液體的折射率 摘要 本文結合牛頓環干涉原理測量空氣折射率的方法，闡述了測量液體折射率的實驗原理，並研究出了具體的測量方法，最後對水的折射率進行了測量，並得出了較為準確的測量結果。1 實驗目的 牛頓環是一種典型的等厚薄膜干涉現象，能充分顯示光的波動性。本文通過研究對比空氣和水在牛頓環裡發生...
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