1、牛頓環(huán)干涉,北方民族大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中心,Fundamental physics experiment,牛頓環(huán)簡(jiǎn)介,17世紀(jì)初，物理學(xué)家牛頓在考察肥皂泡及其他薄膜干涉現(xiàn)象時(shí)，把一個(gè)玻璃三棱鏡壓在一個(gè)曲率已知的透鏡上，偶然發(fā)現(xiàn) 干涉圓環(huán)，并對(duì)此進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)觀測(cè)和研究。他發(fā)現(xiàn)，用一個(gè)曲率半徑大的凸透鏡和一個(gè)平面玻璃相接觸，用白光照射時(shí)，其接觸點(diǎn)出現(xiàn)明暗相間的同心彩色圓環(huán)，用單色光照射，則出現(xiàn)明暗相間的單色圓環(huán)。這是由于光的干涉造成的，這種光學(xué)現(xiàn)象被稱(chēng)為“牛頓環(huán)”。,內(nèi) 容,實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1. 觀察等厚現(xiàn)象，考察其特點(diǎn)。 2. 掌握一種測(cè)量透鏡曲率半徑的方法。 3. 學(xué)習(xí)使用讀數(shù)顯微鏡。,實(shí)驗(yàn)儀器,讀數(shù)顯微鏡

2、 鈉燈 牛頓環(huán),鈉光燈,鈉光燈是一種氣體放電燈。在放電管內(nèi)充有金屬鈉和氬氣。開(kāi)啟電源的瞬間，氬氣放電發(fā)出粉紅色的光。氬氣放電后金屬鈉被蒸發(fā)并放電發(fā)出黃色光。 鈉光在可見(jiàn)光范圍內(nèi)兩條譜線(xiàn)的波長(zhǎng)分別為589.6nm和589.0nm。這兩條譜線(xiàn)很接近，所以可以把它視為單色光源，并取其平均值589.3nm為波長(zhǎng)。,實(shí)驗(yàn)儀器,讀數(shù)顯微鏡,目鏡,物鏡,上下移動(dòng)旋鈕,水平移動(dòng)旋鈕,讀數(shù)標(biāo)尺,讀數(shù)盤(pán),實(shí)驗(yàn)儀器,牛頓環(huán),平凸透鏡與平板玻璃組合成牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn)樣品。,實(shí)驗(yàn)儀器,牛頓環(huán),將一曲率半徑相當(dāng)大的平凸玻璃透鏡放在一平面玻璃的上面，則在兩者之間形成一個(gè)厚度隨直徑變化的空氣隙。 空氣隙的等厚干涉條紋是一組明暗相間

3、的同心環(huán)。該干涉條紋最早被牛頓發(fā)現(xiàn)，所以稱(chēng)為牛頓環(huán)。,實(shí)驗(yàn)儀器,空氣薄層中，任一厚度e處上下表面反射光的干涉條件：,實(shí)驗(yàn)原理,各級(jí)明、暗干涉條紋的半徑：,如波長(zhǎng)已知，可用此法求出透鏡曲率半徑； 反之亦然。,實(shí)驗(yàn)原理,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求,1. 光源對(duì)準(zhǔn)目鏡筒上的45平板玻璃，調(diào)節(jié)平板玻璃方向，使光垂直照在平凸透鏡裝置上。此時(shí)通過(guò)目鏡可以看到明亮的黃色背景。 2. 被測(cè)物體放到載物平臺(tái)上，調(diào)節(jié)目鏡清晰地看到十字叉絲，然后由下向上移動(dòng)顯微鏡鏡筒（為防止壓壞被測(cè)物體和物鏡，不得由上向下移動(dòng)?。辞迮ｎD干涉環(huán)。,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求,3. 取m=15，n=5。橫向改變顯微鏡筒位置，使叉絲由第15圈外向第15圈移動(dòng)直至叉絲交點(diǎn)與之重合，讀取C15，繼續(xù)朝同一方向移動(dòng)叉絲至第5圈讀取C5 ；仍按原方向移動(dòng)叉絲（為防止產(chǎn)生空程差），越過(guò)中央暗環(huán)，按同樣方法讀取C5 、C15 。 4. 將牛頓環(huán)旋轉(zhuǎn)若干角度，重復(fù)以上測(cè)量共6次。,單位：mm,牛頓環(huán)數(shù)據(jù)記錄表,數(shù)據(jù)記錄和處理,注意事項(xiàng),1.調(diào)節(jié)顯微鏡的焦距時(shí)，應(yīng)使物鏡筒從待測(cè)物移開(kāi)，使物鏡筒自下而上地調(diào)節(jié)。嚴(yán)禁將鏡筒反向調(diào)節(jié)，以免碰傷和損壞物鏡和待測(cè)物。,2.在整個(gè)測(cè)量過(guò)程中，十字叉絲中的一條線(xiàn)必須與主尺平行，十字叉絲的走向應(yīng)與待測(cè)物的兩個(gè)位置連線(xiàn)平行，同時(shí)不要將待測(cè)物移動(dòng)。,3.測(cè)量中的測(cè)微鼓輪只能向一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，以防因螺紋中的空程而引