用牛顿唤测定透镜的曲率半径.doc

用牛顿唤测定透镜的曲率半径 ----大学物理实验小论文 (机电工程学院机自0508班 廖圣华 学号：0120504140818) 摘要：光的干涉现象在科学研究和工程技术上有着广泛的应用。牛顿环是一种分振幅等厚干涉现象，它常用来测量透镜的大曲率半径，或检验表面光洁度和平面度，而且测量精密度较高。 关键字：牛顿环 等厚干涉条纹 级次 实验原理：设R为平凸透镜球面的曲率半径，则可知所产生的牛顿环的第k级暗环半径,只要入射光波长已知，测出第k级暗环半径即可得出R值。但环中心和级次k都较难确定。比较准确的方法是测量距离中心较远两个干涉环的直径，以其平方差来计算R值。 经过计算得：R=Dk2-Dk-m2/4m入 其中Dk2，Dk-m2分别是第k、k-m第级环的直径. 实验设备：读数显微镜，牛顿环装置，钠光灯。 实验方案：经钠光灯发出的单色光射向显微镜半反光镜F，由F反射而接近垂直入射到牛顿环装置N上，向上反射形成的干涉条纹牛顿环利用读书显微镜M观察和测量。 (1)打开钠光灯电源，摆正读数显微镜的位置，并使半反镜对准入射光，即看到读数显微镜视场均充满黄光。调整读数显微镜筒标尺中央附近 (2)直接用眼睛观察看清牛顿环，再将牛顿环装置放在读数显微镜平台上，使牛顿环中心位于物镜口下方 (3)调节读数显微镜：调节目镜，使分划板十字叉丝清晰；旋转调焦手轮，使镜筒从靠近牛顿环装置处缓慢上升，观察视场直到看到清晰的牛顿环，并使叉丝与环纹之间无视差。 (4)观察视场，若各待测环左右清晰可见，即可开始进行测量。转动显微镜测微鼓轮，从环中心向左移动显微镜，同时数出经过叉丝的暗环数，直至第45环外侧，然后向右移动镜筒，移动过程中记录下其中第45环到40环，第25环到20环的各环位置，将数据记录下来。测量时应将叉丝交点对准暗环纹中央。 实验数据： 环数k 45 44 43 42 41 40 环左边位置（mm） 28.028 27.938 27.856 27.782 27.667 27.572 环右边位置（mm） 11.712 11.803 11.887 11.972 12.068 12.156 环数k-m 25 24 23 22 21 20 环左边位置（mm） 26.029 25.915 25.798 25.3683 25.559 25.425 环右边位置（mm） 13.698 13.818 13.941 14.084 14.198 14.329 数据处理结果：R=2.429+-0.011m(k=2) 实验小节：观察到了光的等厚干涉现象，加深了对干涉原理的理解。学习了用牛顿环测量透镜曲率半径的原理和方法。