西南石油学院实验报告 一、 实验目的 1 . 观察牛顿环和劈

西南石油学院实验报告 一、 实验目的 1 . 观察牛顿环和劈尖产生的干涉现象条纹特征； 2. 学习用光的干涉做微小长度的测量； 3. 通过实验掌握移测显微镜的使用方法。 二、 实验内容 1 . 利用牛顿环干涉测量平凸透镜的曲率半径； 2. 利用劈尖干涉测量纸片的厚度。 三、 实验原理 1 、 牛顿环 在一块平面玻璃上安放上一焦距很大的平凸透镜， 使其凸面与平面相接触， 在接触点附近就形成一层空气膜。 当用一平行的准单色光垂直照射时， 在空气膜上表面反射的光束和下表面反射的光束在膜上表面相遇相干， 形成以为圆心的明暗相间的环状干涉图样， 称为牛顿环。 如果已知入射光波长， 并测得第级暗环的半径， 则可求得透镜的曲率半径。 但实际测量时， 由于透镜和平面玻璃接触时， 接触点有压力产生形变或有微尘产生附加光程差， 使得干涉条纹的圆心和环级确定困难。 用直径、， 有此为计算用的公式， 它与附加厚度、 圆心位置、 绝对级次无关， 克服了 由这些因素带来的系统误差， 并且、可以是弦长。2、 劈尖干涉 两块平面玻璃片， 一端互相叠合， 另一端夹一薄纸片， 因此两玻璃片之间形成一劈尖形空气膜， 称为空气劈尖。

由于m1和m2垂直，可以等价地看成m2的虚象和m1形成一个厚度d为的空气隙，d的大小随m2的位置改变而改变，所以两光线的光程差可由下式确定：（1）式中iˊ为光线“1”对m2的入射角。首先用锯齿镘刀的直边将粘结剂在清洁的薄板粘贴面用力压平涂抹一，厚度约为6~8mm，然后用锯齿边以夹角45°梳理粘结剂，薄板粘贴面上梳理的胶粘剂条纹应与基面上胶粘剂条纹的方向平行，再用镘刀的直边将薄板四边的粘结剂作出倒角，以免在粘贴时挤出多余的粘结剂而污染薄板表面，减少表面清理工作和以后的清缝工作量。通常是一些不规则的同心环．若用很平的玻璃片则会出现一些平行条纹．手指用力压紧玻璃片时。

五、 实验步骤 1 、 观测牛顿环干涉条纹： 首先通过肉眼观察， 调节牛顿环上的旋钮， 将牛顿调至居中， 然后放置在移测显微镜载物台上合适位置。 使显微镜位于标尺中部附近（约处） 。 2、 调节显微镜目 镜看清叉丝， 并使其一条线与标尺平行， 调节45 ° 玻璃片， 使目 镜中出现明亮、 均匀的视场。 调节调焦鼓抡， 使显微镜自下而上缓缓上升， 看到干涉条纹， 移动牛顿环仪找到干涉环中心位置， 对准测量环次仔细调焦， 以消视差为准。 3、 测量： 移动移测显微镜从中心位置向外数45 圈， 再回到第40 圈开始记数（消除回程差） ， 记录第40 - 30 圈、 第20 - 1 0 圈、 反向第1 0 - 20 圈、 反向第30 - 40 圈干涉条纹的绝对位置。牛顿环实验思考题附加光程差d0 第35 （注意移测显微镜一直向同一个方向移动， 不能回转。 ）4、 观测劈尖干涉条纹（两种方法） ：1 ） 将劈尖搭好后放至移测显微镜下合适位置， 测量条纹初始暗纹坐标， 第1 0 条暗纹坐标， 第20 条暗纹坐标以及最后一条暗纹坐标。 利用公式进行计算。 2） 或者从两玻璃片的交线处开始， 至待测物体边缘， 数出暗纹条数， 条纹数就是待测物体厚度。

2/1λ=−+kkeeL22λλlLNH==mm252/λ×页码， 2/ 4西南石油学院实验报告2009- 1 2- 1 1h t t p: / / 21 0. 41 . 245. 1 58/ j c / s y mb/ 1 / 200505282054. h t m六、 数据记录与处理 1 、 牛顿环干涉测量曲率半径2 、 劈尖干涉测纸片厚度mmmmmmmmmm mm mm 3、 玻璃折射率测量 mm mm4、 数据处理 牛顿环数据处理：m oA5893=λ 环数 n 环位置( mm)环径 （mm） 环数 n 环位置 ( mm)环径 ( mm) ( mm2） 22nmDD −左（mm） 28 . 2 5 2 右（mm） 1 6 . 4 1 0 11.842 左（mm） 26 . 5 1 0 右（mm） 1 8 . 1 2 8 8.382 40 20 69.97504 39 28 . 1 75 1 6 . 4 8 0 11.695 1 9 26 . 3 9 5 1 8 . 2 2 1 8.174 69.95875 38 28 . 0 9 5 1 6 . 5 6 0 11.535 1 8 26 . 2 9 0 1 8 . 3 2 5 7.965 69.615 37 28 . 0 2 4 1 6 . 6 9 8 11.326 1 7 26 . 1 75 1 8 . 4 6 8 7.707 68.88043 36 27. 9 9 8 1 6 . 7 2 0 11.278 1 6 26 . 0 5 0 1 8 . 5 8 8 7.462 71.51184 35 27. 8 6 8 1 6 . 7 9 1 11.077 1 5 25 . 9 40 1 8 . 7 0 8 7.232 70.3981 34 27. 7 8 8 1 6 . 8 6 9 10.919 1 4 25 . 8 2 8 1 8 . 8 2 7 7.001 70.21056 33 27. 7 1 5 1 6 . 9 42 10.773 1 3 25 . 7 1 2 1 8 . 9 6 5 6.747 70.53552 32 27. 6 2 4 1 7. 0 1 8 10.606 1 2 25 . 5 72 1 9 . 0 8 1 6.491 70.35415 31 27. 5 47 1 7. 1 1 2 10.435 1 1 25 . 4 1 2 1 9 . 2 3 8 6.174 70.77095 22nmDD −mm70 . 2 2 1 mDmm1 1 . 1 4 9 nDmm7. 3 3 4 669.120=M660.1410=M572.1620=M30.41=SM1912. 0102010=−=MMl631.280=−=MMLS0.437=H3=视d480. 3=实d16. 1≈=视实ddn220.14944()mnDDRmn λ−−==页码， 3/ 4西南石油学院实验报告2009- 1 2- 1 1h t t p: / / 21 0. 41 . 245. 1 58/ j c / s y mb/ 1 / 200505282054. h t m设, 由 的标准偏差得类分量为mmmm 于是mm 忽略的误差， 则的标准不确定度mm 劈尖的数据处理：mm，mm玻璃折射率数据处理：mmmm测量结果为：mmmm2m2nDDδ =−δA0.2) 1−()()(2=∆==∑NNSuiAδδδ10=N( )δ =2() / 3D A0.2BmnuD+=22( )δ( )δ( )δ0.28cABuuu=+=λR)(Ruc6 . 0)( 4)()(=−=λδnmuRucc( )L2 / 3A0.01cu==( )l()2 /A30.001c un==22( )( )()()0.35ccHu Lu lELl=+=6()0.2 10×cHu HHEm−=×=()0.01cB（u dud==视视）0.01cB（u d（ud==实实））22()()( )0.5%cccu du du nndd=+=实视视实( )0.5% 1.16×0.01cu n =≈2( )149.4 1.2cRRu R=±=±3()0.4370.003cHHu H=±=±测02. 016. 1)(2±=±=nunnc页码， 4/ 4西南石油学院实验报告2009- 1 2- 1 1h t t p: / / 21 0. 41 . 245. 1 58/ j c / s y mb/ 1 / 200505282054. h t m