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1、牛顿环测量曲率半径实验报告实验目的1 观察等厚干涉现象，理解等厚干涉的原理和特点2 学习用牛顿环测定透镜曲率半径3 正确使用读数显微镜，学习用逐差法处理数据实验仪器读数显微镜，钠光灯，牛顿环仪，入射光调节架实验内容1 观察牛顿环将牛顿环放置在读数显微镜镜筒和入射光调节架下方，调节玻璃片的角度，使通过 显微镜目镜观察时视场最亮。调节目镜，看清目镜视场的十字叉丝后，使显微镜镜筒下降到接近牛顿环仪然后缓 慢上升，直到观察到干涉条纹，再微调玻璃片角度和显微镜，使条纹清晰。2 测牛顿环半径使显微镜十字叉丝交点和牛顿环中心重合，并使水平方向的叉丝和标尺平行（与显 微镜移动方向平行）。记录标尺读数。转动显微
2、镜微调鼓轮，使显微镜沿一个方向移动，同时数出十字叉丝竖丝移过的暗 环数，直到竖丝与第N环相切为止（N根据实验要求决定）。记录标尺读数。3.重复步骤2测得一组牛顿环半径值，利用逐差法处理得到的数据，得到牛顿环半径R 和 R 的标准差数据处理及结果图为在系统提供的表格内记录了相应的实验数据后由系统计算的结果下图为在仿真实验中先后调节好入射光调节架，显微镜镜筒，牛顿环位置及目镜位置后从目 镜中观察到的衍射图样（牛顿环处于正中位置）实验小结1实验中所用牛顿环半径为1.646m，标准差为38.79mm。2 误差主要来源于读数时产生的误差。在仿真实验中，由于实验系统设计的问题，无法对标尺进行连续的不间断的
3、调节（模拟 试验中，鼠标点击旋钮时，每次的转动幅度较大，使叉丝无法准确地与条纹相切），所以记 录数据不准确。3 建议对该仿真实验系统进行完善，使得调节旋钮能连续进行，更接近实际，使仿真实 验更有实际意义。思考题1牛顿环产生的干涉属于薄膜干涉，在牛顿环中薄膜在什么位置？牛顿环的薄膜是介于牛顿环下表面（凸面）与下面的平面玻璃之间的一层空气薄膜。2为什么牛顿环产生的干涉条纹是一组同心圆环？干涉时薄膜等厚处光程差相等，产生的干涉现象也相同。而牛顿环的薄膜等厚处相连在 空间上是一个圆形，其圆心在凸面与平面的接触点上，所以干涉条纹是一组同心圆。3牛顿环产生的干涉条纹在什么位置上？相干的两束光线是哪两束？条
4、纹产生在凸面的表面上。相干的两束光线分别是入射光射到凸透镜的下表面时产生的 反射光和被平面镜反射回来照射到凸透镜下表面的光。4在牛顿环实验中，如果直接用暗纹公式 测平凸透镜凸面的曲率半径，有什么问题？直接用暗纹公式计算曲率半径需要确定某条纹对应的级数。而在实际情况下，由于玻璃 的弹性形变及接触处不干净等因素，透镜和玻璃板之间不可能是一个理想的点接触。这样一 来，干涉环的圆心就很难确定，而且在接触处，到底包含了几级条纹也难以知道，这样级数 k 也无法确定，所以该公式无法运用。5在使用读数显微镜时，怎样判断是否消除了视差？使用时最主要的注意事项是什么？从目镜观测时，前后左右调整眼与目镜的位置，若看
5、到的叉丝与图像之间没有相对移动， 则视察消除。使用时最主要的注意事项是为避免损坏目镜，先让物镜靠近牛顿装置的上表面，然后用 眼睛看着显微镜，同时由下向上调节筒身。6在光学中有一种利用牛顿环产生的原理来判断被测透镜凹凸的简单方法：用手轻压牛 顿环装置中被测透镜的边缘，同时观察干涉条纹中心移动的方向，中心趋向加力点者为凸透 镜，中心背离加力点者为凹透镜。请想一想，这是什么道理根据干涉的原理可知，条纹的位置取决于该位置对应的薄膜厚度，而条纹中心应该是厚 度为 0 的地方。所以，当在某点挤压凸透镜时，凸透镜产生形变，该点空气薄膜厚度减小， 且厚度为0 处会向该点方向移动，所以条纹中心会趋向加力点。凹透镜现象正好与此相反， 所以可以根据这一现象来判断凹凸透镜。
牛顿环测量曲率半径实验报告
