大学物理实验课件牛顿环

4(m n)
实验内容及操作
1、调整测量装置获得并观察干涉条纹：
（1）按实验装置图放置好仪器。在自然光下 观察并调节牛顿环仪。在侧光下用肉眼观察 牛顿环仪，可看到干涉条纹，如果干涉条纹 的中心光斑不在金属框的几何中心，可通过 调节位于金属边框上的三个螺钉，使其大致 位于边框中心。螺钉适当旋紧即可，切不可 过紧，以免损坏牛顿环装置，也不可太松， 太松时在测量过程中如果装置晃动，会使中 心光斑发生移动，无法进行准确测量。
2、测量牛顿环直径
• 适当移动牛顿坏装置，使显微镜的十字叉丝交点与 牛顿环中心重合，并使水平方向的叉丝与标尺平行。
• 转动显微镜测微鼓轮，使显微镜筒沿一个方向移动， 同时数叉丝竖线移过的暗环数，直到竖丝移到左边 第27个暗环。
• 反向转动鼓轮，当竖向叉丝与第25环相切（取外切） 时，记录读数显微镜上的位置读数，然后继续转动 鼓轮，使叉丝竖线依次与第24、23 ……，14环相 切（取外切），顺次记下位置读数。
主尺读数 准线
主尺
微分筒读 数准线
微分筒
整毫米从主尺读出，不足1毫米的部分从微分筒上读
取（微分筒读数时要从小向大读数）。上图显示读数 为：25.719mm。
实验原理
牛顿环：一束单色平行光垂直照射到此装置上时， 所呈现的等厚条纹是一组以接触点O为中心的一系 列明暗相间的、内疏外密的同心圆环。
实验原理
（5）调视场。其调节要点是：转动分光镜 使其对准光源，在显微镜下边观察边调 节，使目镜视场中观察到的光线亮度最 大并到处均匀。左右不均，应旋转分光 镜；上下不均，应调节升降支架，改变 光线在分光镜上的入射点，使反射光垂 直照射到牛顿环仪上。
实 （6）显微镜调焦。显微镜的调节分为目镜
验 聚焦和物镜聚焦：
内
• 调节目镜，使目镜视场中能够清晰的看 到十字叉丝，松开目镜锁紧螺钉转动目
容 镜，使十字叉丝中的一条叉丝与标尺平
及
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行，另一条叉丝用来测定物体位置。 • 调节镜筒升降旋钮，先让分光镜靠近牛
操 顿环仪，然后缓缓升起镜筒，直至看到
作
清晰的干涉条纹。消除牛顿环同十字叉 丝视差。
中心暗斑 第一级暗条纹
实验内容及操作
xm1 xn1
xn2
xm2
Dn Dm
Dm xm1 xm2 Dn xn1 xn2
①牛顿环中心是一个不甚清
晰的圆斑，这使牛顿环级次k
难以确定，造成较大系统误 差，因此采用第m、n级暗环 半径的差值来消除系统误差。 ②暗环圆心不易确定，故取 暗环直径替换，得透镜曲率 半径的公式为：
R Dm2 Dn2
R Dm2 Dn2
4 (m n)
注意事项
1. 为了避免回程差，测量暗环直径过程中， 测微鼓轮只能朝一个方向转动。
2. 测量过程中左右对称的圈数不要数错。 3. 测量过程中牛顿环装置不能移动，否则
重新读数。 4. 牛顿环装置三个螺丝不可拧得过紧，以
免损坏平凸透镜或平板玻璃。
实验内容及操作
（2）将调节好的牛顿环仪放在显微镜载物 台上。将显微镜镜筒大致移动到标尺的 中间部位，牛顿环仪放于物镜下方的载 物台上。
（3）打开钠光灯电源，调整灯罩，使发光 窗口正对显微镜筒，镜筒和牛顿环仪均 处于光照范围之内。
实验内容及操作
（4）调节升降支架，使显微镜载物台台面 与钠光灯窗口下边缘大致相平。
• 继续转动鼓轮，越过干涉圆环中心，记下竖向叉丝 依次与另一边的14、15、16……25环相切（取内 切）时的位置读数。
为了避免回程差，测量过程中，测微鼓轮应始终在同一方向旋转时读数。 数据表格：
D2mi Dn2i
数据处理
• 计算各环的直径
Dmi Dni 左位置读数 右位置读数
• 逐差法处理数据，将计算结果填入表格。 • 计算
牛顿环
测透镜曲率半径
• 实验目的 • 实验仪器 • 实验原理 • 实验内容及操作 • 数据处理
实验目的
• 1.观察光的等厚干涉现象，了解等厚干涉的原 理。
• 2.学习用干涉方法测量平凸透镜的曲率半径。 • 3. 掌握读数显微镜的使用方法。 • 4.学习用逐差法处理数据。
实验仪器
• 读数显微镜 • 钠光灯 • 分光镜 • 可调节支架 • 牛顿环仪