大学物理实验光的干涉.ppt

实验目的实验目的 1 1、通过实验掌握显微镜的使用方法。、通过实验掌握显微镜的使用方法。2 2、掌握用牛顿环装置测量凸透镜、掌握用牛顿环装置测量凸透镜 曲率半径的方法。曲率半径的方法。3 3、学会用空气劈、学会用空气劈 尖装置测量微小尖装置测量微小 物体的厚度。物体的厚度。把曲率半径很大把曲率半径很大的凸透镜放在光的凸透镜放在光学平玻璃板上，学平玻璃板上，当用适当的光照当用适当的光照射时，透镜与玻射时，透镜与玻璃平板接触处就璃平板接触处就会出现一组同心会出现一组同心环状条纹，这种环状条纹，这种现象称牛顿环。现象称牛顿环。牛顿环牛顿环平凸透镜平凸透镜平板玻璃平板玻璃显微镜显微镜L半透半半透半反镜反镜T实验原理实验原理牛顿环牛顿环钠钠光光灯灯 测量透镜的曲率半径测量透镜的曲率半径空气劈尖空气劈尖将两片玻璃板将两片玻璃板与待测样品按与待测样品按图中摆放。因图中摆放。因空气层的存在空气层的存在使穿过玻璃板使穿过玻璃板的光产生光程的光产生光程差，进而产生差，进而产生明暗相间的条明暗相间的条纹。纹。实验原理实验原理空气劈尖空气劈尖M劈劈尖尖头头劈尖干涉劈尖干涉实验仪器实验仪器实验注意事项实验注意事项1.1.读数时叉丝应对准干涉暗环的中心。读数时叉丝应对准干涉暗环的中心。2.2.注意读数不要数错，测量时应向一个注意读数不要数错，测量时应向一个方向转动，防止空程误差，否则数据全部方向转动，防止空程误差，否则数据全部作废。作废。3.3.测量过程中防止震动引起干涉条纹的变测量过程中防止震动引起干涉条纹的变化。化。4.4.实验时要将读数显微镜台下的反射镜翻实验时要将读数显微镜台下的反射镜翻转过来，不要让光从窗口经反射镜把光反转过来，不要让光从窗口经反射镜把光反射到载物台上，以免影响对暗环的观测。射到载物台上，以免影响对暗环的观测。实验准备实验准备 1.打开钠光灯，移动打开钠光灯，移动显微镜显微镜，使视野被，使视野被均匀均匀照亮。照亮。2.转动转动目镜目镜（对目镜调焦），使观察到的叉丝最（对目镜调焦），使观察到的叉丝最清楚。清楚。3.柠松柠松目镜止动螺丝目镜止动螺丝，转动叉丝使叉丝呈，转动叉丝使叉丝呈正十字正十字形状（考虑一下这样做的目的）。调节好后，形状（考虑一下这样做的目的）。调节好后，拧紧拧紧目镜止动螺丝。目镜止动螺丝。5.5.将待测物体（将待测物体（纸条或头发丝纸条或头发丝）沿右图方向插入玻璃之间（沿右图方向插入玻璃之间（靠近靠近玻璃一侧边缘玻璃一侧边缘）制成空气劈尖，）制成空气劈尖，注意：螺丝应该松开。注意：螺丝应该松开。4.4.通过肉眼观察，调节牛顿环上通过肉眼观察，调节牛顿环上的的螺钉螺钉，将黑点调至，将黑点调至中心中心。牛顿环测曲率半径 数据表格（k-j=5）R(mm)R(mm)D Dk k 2 2-D-Dj j2 2(mm(mm2 2)7 712128 813139 914141010151511111616|D|Dk k 2 2-D-Dj j2 2|(mm(mm2 2）D Dj j(mm)(mm)右右j j(mm)(mm)左左j j(mm)(mm)环环数数j jD Dk k（mmmm）右右k k(mm)(mm)左左k k(mm)(mm)环环数数k k1.1.将牛顿环放置在显微镜载物台上，使显微镜位将牛顿环放置在显微镜载物台上，使显微镜位于标尺中部附近（约于标尺中部附近（约2525mmmm处）。处）。2.2.调节调节调焦鼓抡调焦鼓抡，使显微镜，使显微镜自下而上自下而上缓缓上升，缓缓上升，看到清晰的干涉条纹，移动牛顿环使干涉环中看到清晰的干涉条纹，移动牛顿环使干涉环中心与叉丝中心重合。心与叉丝中心重合。测量牛顿环的曲率半径测量牛顿环的曲率半径3.3.转动转动测微手轮测微手轮使叉丝从中心位使叉丝从中心位置向右（左）移动，数置向右（左）移动，数2020圈暗圈暗条纹后倒转，记录第条纹后倒转，记录第16-716-7圈暗圈暗条纹的位置；沿同一方向继续条纹的位置；沿同一方向继续移动记录中心左（右）侧第移动记录中心左（右）侧第7-7-1616圈暗条纹的位置。（记录时圈暗条纹的位置。（记录时显微镜不能倒转。）显微镜不能倒转。）0选作实验：观察选作实验：观察白光牛顿环现象白光牛顿环现象1.将显微镜置于标尺将显微镜置于标尺边缘边缘，移动使劈尖边缘处于显微镜，移动使劈尖边缘处于显微镜正下方。正下方。调节调节调焦鼓轮调焦鼓轮，使显微镜，使显微镜自下而上自下而上缓缓上升，缓缓上升，看到清晰的干涉条纹，随时调整角度看到清晰的干涉条纹，随时调整角度对准对准钠光源。钠光源。2.2.转动转动测微手轮测微手轮，使显微镜，使显微镜筒筒沿主尺移动，沿主尺移动，保证保证劈尖头劈尖头（玻璃边缘）（玻璃边缘）、样品边缘样品边缘及之间的及之间的所有所有条纹条纹都能都能看到。看到。利用空气劈尖测样品厚度利用空气劈尖测样品厚度3.3.测量（两种方法任选一种）：测量（两种方法任选一种）：1 1）测量第）测量第一一条条暗暗纹坐标纹坐标(M M1 1)，第，第1010条条暗暗纹坐标纹坐标(M M1010)，第，第110110条条暗暗纹坐标纹坐标(M M110110)以及以及最后一条最后一条暗纹坐标暗纹坐标(M Ms s)。利用。利用以下公式计算。以下公式计算。2 2）从两玻璃片的交线处开始，至待测物体边缘，数出）从两玻璃片的交线处开始，至待测物体边缘，数出暗暗纹条数纹条数N N，计算样品厚度。，计算样品厚度。