实验14 牛顿环和劈尖的等厚干涉.

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2
(2k 1)

2
l 相邻暗纹距离
任意相邻暗纹对应的空 气层的厚度差： Δd k
因为 Δd k l sin , 所以 l sin

2
l
dk

2
由于 很小，所以sin

dk
dk 1
劈尖等厚干涉示意图


2l
四 实验内容与步骤
（一） 读数显微镜的读数方法
2、镜筒置于最低点， 然后向上转动调焦手 轮，聚焦。
3、转动手轮，使叉丝 竖线对准任一暗纹中 央或相切，此即第0个 条纹位置。然后沿着 红色箭头方向，每4个 暗纹，记一个读数， 直到第36条暗纹。
4、将数据记录表格，计算相邻暗纹距离,最后计算劈尖角。
（五） 实验注意事项
1、镜筒先放到最低点再上调，防止损坏牛顿环和物镜。
钠光灯的相关介绍， 参考课本P41，钠光 灯使用时需预热 5~10分钟，钠光为 黄色光，波长为 589.3 nm。
钠光灯开关
钠光灯
三 实验原理
光程差 2d
2
R2 (R d )2 r 2 R2 2Rd d 2 r 2
入射光
O
2
1
当R d时, d 忽略不计
1 对准光路
1、打开钠灯，预热 3~5分钟，保证钠灯 的窗口对准显微镜的 45°反射镜。调整反 光镜使目镜视场明亮。
反光镜朝向发光口
2 调节目镜的十字叉丝，镜筒位于标尺中间
1 2
旋转目镜使十字叉 丝的清晰
转动目镜筒使叉丝的横丝与标尺 平行，用锁紧螺丝固定目镜。
将反光镜调到背光位置
3
转动测微手轮，将镜筒置于标尺25 mm位置。
实验14 牛顿环和劈尖的等厚 干涉
理学院大学物理实验中心 2012年9月
一 实验目的
（1）学会使用读数显微镜
（2）掌握用牛顿环测量凸透镜的曲率半径 （3）掌握劈尖干涉测量劈尖的劈角
二 仪器介绍
目镜 锁紧圈 调焦手轮 标尺 物镜
测微 手轮
45°反 射镜 反光镜 压片夹
牛顿环
读数显微镜
劈尖
仪器介绍
2、测量过程沿着同一方向转动测微手轮，防止空程误差。
3、数暗环时要仔细，容易数错，每到读数的时候要慢慢
转动手轮，防止转过。 4、劈尖条纹要先调平行，选择劈角附近的条纹测量，因 为头发丝或纸片一端条纹测量误差偏大。 5、整理仪器，填写实验运行记录本。
五 数据记录与处理
逐差法:数据沿红 线分成上下两组， 保证m-n=30
3 牛顿环调至中心位置
调节 螺丝
日光灯下观察到彩色的同心 圆环，调节三颗螺丝使同心 圆环位于中心位置。
4 聚焦，使十字叉丝对准环心
下调镜筒
上调镜筒
旋转手轮，镜筒调至最低
注意别压碎牛顿环。
反向旋转手轮聚焦，看到 清晰圆环。
移动牛顿环，使十字 叉丝对准圆心
5 测量暗纹位置
反转
正转 正向转动手轮，保证竖丝与暗环相 切，数到右侧第72暗环。 反向转两个暗环，到右侧第70暗环，记下此时的 读数（反向转动是为了消除空程误差），此后一 直沿着该方向转动手轮，即镜筒一直沿着红色箭 头方向移动。
左侧第70暗环位置： 17.179mm
依次记下右侧第60~20暗环 沿着红色箭头方向，依次 记下左侧第20~70暗环位置。 位置，然后叉丝又过圆心。
（四） 劈尖实验步骤
注意：测量的条纹 应选远离头发丝或 纸条的一端，否则 误差太大。 1、镜筒置于 25mm位置。 0 1 234
· · · · · · · ·
m n
U(R )不确定度计算
劈尖角计算
数据沿红线分成两组，绿框 和篮筐各一组，对应相减得 到20L，然后求平均，再除 以20，得到相邻暗纹距离。
代入公式计算
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六 思考题
1、牛顿环的干涉条纹是如何形成的？其条纹特征
是什么？
2、在牛顿环数据计算中为什么要采用m-n=30环？
这样处理有什么优点？ 3、实验中观察劈尖干涉的等厚条纹有时是倾斜的， 其影响因素有哪些？
螺尺读数基准线
滑动部件
主尺读数基准线
50
测 微 手 轮
0
10
20主尺 30
固定支架
40
50
40
读数： 27+0.01 × 48.5=27.485 mm
（二） 空程误差
空程误差表现为：
当测微手轮反向
转动时，镜筒或 目镜中的十字叉
滑动螺母
旋转螺杆
丝不会立即跟着
移动，而是过一 会再移动。
空程误差
（三） 牛顿环实验步骤
2
P
r2 d 2R
d
暗环 ( 2m 1)

2
Rd
R
得(2m 1)
2

2

r R 2
2
r 2 mR
r
O
P
d
rm mR
2
rn nR
2
2 2 2
牛顿环等厚干涉示意图
rm rn Dm Dn R (m n) 4(m n)
实验原理
产生暗纹的条件： Δ 2d k