牛頓環(huán)測量曲率半徑實驗報告

牛頓環(huán)測量曲率半徑試驗報告牛頓環(huán)測量曲率半徑試驗報告1/5試驗名稱:牛頓環(huán)測量曲率半徑試驗1．試驗?zāi)康模?觀看等厚干預(yù)現(xiàn)象，理解等厚干預(yù)的原理和特點２學(xué)習(xí)用牛頓環(huán)測定透鏡曲率半徑3正確使用讀數(shù)顯微鏡，學(xué)習(xí)用逐差法處理數(shù)據(jù)２．試驗儀器：讀數(shù)顯微鏡，鈉光燈，牛頓環(huán)，入射光調(diào)整架3。試驗原理1差等于膜厚度e的兩倍，即ACＢ，CACBDCF差等于膜厚度e的兩倍，即不發(fā)生相位突變，而在下外表反射時，則會發(fā)生相位突變,即在反射點處，反射〔1)l／２，所以相干l/2〔1)〔２)D〔２)(３)時，發(fā)生相長干預(yù)，消滅第K級亮紋，而當(dāng)(３)如下圖，設(shè)第k級條紋的半徑為，對應(yīng)的膜厚度為，則ｋ級暗紋。由于同一級條紋對應(yīng)著一樣的膜厚，所以如下圖，設(shè)第k級條紋的半徑為，對應(yīng)的膜厚度為，則(4)(4)R〉＞e，e22Re是一個小量，可以無視，所以上式可以簡化為〔5)ｋ ｋ〔5)r(6)k(6)

k〔1〕和(３〕可得(7〕(5〕得透鏡曲率半徑的計算公式(7〕(８〕對給定的裝置，Ｒ為常數(shù),暗紋半徑(８〕和級數(shù)k的平方根成正比，即隨著k的增大,條紋越來越細。同理，假設(shè)ｒ〔９〕k〔９〕

是第ｋ級明紋,則由式〔1〕和(2〕得〔１0)〔１0)k，R.在試驗中，暗紋位置更簡潔確定，所以我們選用式〔8〕來進展計算。在實際問題中，由于玻璃的彈性形變及接觸處不干凈等因素，透鏡和玻璃板之間不行能是一個抱負的點接觸。這樣一來，干預(yù)環(huán)的圓心就很難確定,r就很kk定，所以公式〔8)不能直接用于試驗測量.在試驗中，我們選擇兩個離中心較遠的暗環(huán)，假定他們的級數(shù)為m和n，測d＝2r,d=２r,則由式〔８〕有m m n n〔１１〕由此得出〔１１〕從這個公式可以看出，只要我們準(zhǔn)確地測出某兩條暗紋的直徑,準(zhǔn)確地數(shù)出R。４．試驗內(nèi)容１。 觀看牛頓環(huán)將牛頓環(huán)放置在讀數(shù)顯微鏡鏡筒和入射光調(diào)整架下方，調(diào)整玻璃片的角度,使通過顯微鏡目鏡觀看時視場最亮。調(diào)整目鏡，看清目鏡視場的十字叉絲后,使顯微鏡鏡筒下降到接近牛頓環(huán)儀然后緩慢上升，直到觀看到干預(yù)條紋，再微調(diào)玻璃片角度和顯微鏡，使條紋清楚。2。 測牛頓環(huán)半徑微鏡移動方向平行〕.記錄標(biāo)尺讀數(shù)。轉(zhuǎn)動顯微鏡微調(diào)鼓輪,使顯微鏡沿一個方向移動,同時數(shù)出十字叉絲豎絲移過的暗環(huán)數(shù)，直到豎絲與第N(N〕.記錄標(biāo)尺讀數(shù)。３． 重復(fù)步驟2和Ｒ的標(biāo)準(zhǔn)差數(shù)據(jù)處理及結(jié)果:試驗小結(jié)結(jié)論：所用牛頓環(huán)半徑為1。6０５m，標(biāo)準(zhǔn)差為９４。５9mm。誤差分析：主要來源于讀數(shù)時產(chǎn)生的誤差。在仿真試驗中，鼠標(biāo)點擊旋鈕時，每次的轉(zhuǎn)動幅度較大，叉絲無法準(zhǔn)確地與條紋相切，所以記錄數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。建議：對該仿真試驗系統(tǒng)進展完善，使得調(diào)整旋鈕能連續(xù)進展,更接近實際,使仿真試驗更有實際意義。思考題牛頓環(huán)產(chǎn)生的干預(yù)屬于薄膜干預(yù)，在牛頓環(huán)中薄膜在什么位置?〔凸面與下面的平面玻璃之間的一層空氣薄膜。2．為什么牛頓環(huán)產(chǎn)生的干預(yù)條紋是一組同心圓環(huán)?在空間上是一個圓形,其圓心在凸面與平面的接觸點上,所以干預(yù)條紋是一組同心圓。牛頓環(huán)產(chǎn)生的干預(yù)條紋在什么位置上?相干的兩束光線是哪兩束?答：條紋產(chǎn)生在凸面的外表上。相干的兩束光線分別是入射光射到凸透鏡的下外表時產(chǎn)生的反射光和被平面鏡反射回來照耀到凸透鏡下外表的光。在牛頓環(huán)試驗中，假設(shè)直接用暗紋公式測平凸透鏡凸面的曲率半徑，有什么問題？一來，干預(yù)環(huán)的圓心就很難確定,而且在接觸處，到底包含了幾級條紋也難以知道，這樣級k動，則視察消退.使用時需避開損壞目鏡，先讓物鏡靠近牛頓裝置的上外表，然后用眼睛看著顯微鏡，同時由下向上調(diào)整筒身。6頓環(huán)裝置中被測透鏡的邊緣,同時觀看干預(yù)條紋中心移動的方向,中心趨向加力點者為凸透鏡,中心背離