实验十用牛顿环测曲率半径精品文稿.ppt

实验十用牛顿环测曲率半径第1页，本讲稿共18页实验目的实验仪器实验原理实验内容及操作数据处理第2页，本讲稿共18页实验目的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。第3页，本讲稿共18页实验仪器读数显微镜钠光灯分光镜可调节支架牛顿环仪 第4页，本讲稿共18页 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。主尺读数准线主尺微分筒微分筒读数准线第5页，本讲稿共18页 牛牛顿顿环环：一一束束单单色色平平行行光光垂垂直直照照射射到到此此装装置置上上时时，所所呈呈现现的的等等厚厚条条纹纹是是一一组组以以接接触触点点O O为为中中心心的的一一系系列列明明暗暗相间的、内疏外密的同心圆环。相间的、内疏外密的同心圆环。实验原理实验原理第6页，本讲稿共18页实验原理实验原理第7页，本讲稿共18页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。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：xm1xm2xn2xn1DnDm第8页，本讲稿共18页实验内容及操作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。第9页，本讲稿共18页第10页，本讲稿共18页实验内容及操作（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。第11页，本讲稿共18页实验内容及操作（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。（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。第12页，本讲稿共18页实验内容及操作（6）显微镜调焦。显微镜的调节分为目镜聚焦和物镜聚焦：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镜，使十字叉丝中的一条叉丝与标尺平行，另一条叉丝用来测定物体位置。调节镜筒升降旋钮，先让分光镜靠近牛顿环仪，然后缓缓升起镜筒，直至看到清晰的干涉条纹。消除牛顿环同十字叉丝视差。第13页，本讲稿共18页中心暗斑第一级暗条纹第14页，本讲稿共18页实验内容及操作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。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、1625环相切（取内切）时的位置读数。第15页，本讲稿共18页 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。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：数据表格：第16页，本讲稿共18页数据处理计算各环的直径逐差法处理数据，将计算结果填入表格。计算第17页，本讲稿共18页注意事项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。第18页，本讲稿共18页