大学物理实验等厚干涉课件.ppt

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1、等厚干涉理学院物理实验教学中心一、实验目的1、加深对光的等厚干涉原理的理解2、掌握用牛顿环测量曲面曲率半径的原理和方法3、掌握用劈尖干涉法测量细丝直径4、学会用读数显微镜实验内容1.用牛顿环测透镜的曲率半径2、用劈尖测细丝直径1、用牛顿环测透镜的曲率半径原理这样，若测量出第m级暗环的半径，且已知所用单色光波的波长，就可计算出透镜的曲率半径R。dmdnoRrh暗纹明纹考虑到玻璃的弹性形变及环心位置不易确定，本实验测量中透镜半径为：读数显微镜目镜物镜上下移动旋钮水平移动旋钮读数标尺读数盘实验仪器读数显微镜的读数方法主尺的分度值为1mm，测微鼓轮共有1

2、00个刻度，其份度值为0.01mm，可估读到0.001mm。主尺副尺15mm0.506mm最后读数为：15.506mm【实验步骤】1．牛顿环测量平凸透镜的曲率半径（1）点亮钠光灯，对钠光灯进行预热，处稳定状态再进行实验。（2）将读数显微镜的镜筒调至中央附近。将45度平面镜调成如图1所示的位置,使光垂直照在平凸透镜装置上。边调节平板玻璃角度，边移动钠光灯的位置。此时通过目镜可以看到明亮的黄色背景；S（3）转动目镜,使十字叉丝最清晰，移动牛顿环，使牛顿环圆心与十字叉丝中心重合,纵丝应与各暗环相切。（4）将牛顿环按图所示放在显微镜的平台上，将显微镜目镜

3、调到最低,注意不要碰到显微镜,然后由下向上缓慢移动显微镜镜筒，直至看清干涉条纹为止.（5）转动测微鼓轮，先使镜筒由牛顿环中心向左移动，顺序数到第32个暗环，再反向移动到第30暗环并记录，依次记录30-26、10-6的暗环位置的读数。再继续向右移动，使十字叉丝经过圆心再依次测出右侧第6-10、26-30暗环位置的读数。将数据填入表1中。（6）求出透镜的曲率半径R及其不确定度UR。次数环级Xi(mm)（左）Xi′(mm)（右）Di=xi-xi′(mm)（直径）Di2(mm)2Pi=

4、Di+52-Di2

5、(mm)21302293284275266107

6、98897106【数据记录表格】1.计算平凸透镜的曲率半径(m-n=20)2.计算c=2(置信概率P=95.5%)3.计算R的总不确定度4.相对不确定度E5.结果表示：E=(P=95.5%)2、用劈尖测细丝直径d暗纹相邻两暗纹对应的厚度差暗纹若单位长度上的暗纹条数为n，玻璃板交线到细丝的距离为L,则细丝直径为2．测细丝直径（1）将被测细丝夹在两块平板玻璃的一端，另一端直接接触，形成劈尖,然后置于显微镜的载物台上，将调节螺丝朝下，如图2所示。（2）调节显微镜和钠光灯位置，能看清十字叉丝、干涉条纹、玻璃板交线和细丝，并将读数显微镜的镜筒调至主尺读数范

7、围的一侧边缘。注意叉丝移动方向要垂直于干涉条纹方向（3）测出玻璃板交线到细丝的长度L。（4）再次将镜筒调回至玻璃板交线附近，测出50条暗纹的长度，重复测量五次，将数据填入表格2中。5）计算细丝直径的平均值d和不确定度Ud。L=43.56mm玻璃板交线细丝（头发丝）3、劈尖【数据记录表表格】玻璃板到细丝的长度L=(mm)次数i条数起点xi(mm)终点x’i(mm)∆i=xi-x’i(mm)50条暗纹长度ni=50/∆i(条/mm)单位长度的暗纹数150条250条350条【数据处理】1.计算2.计算3.计算c=2(置信概率P=95.5%)4.计算，5

8、.实验结果：思考题：牛顿环中心斑在什么情况下是暗的？在什么情况下是亮的？注意事项1.应等待入射光电源工作几分钟后，处稳定状态，再进行实验。2.为保护实验仪器，聚焦前，应先使物镜接近被测物，然后使镜筒慢慢向上移直至聚焦。3.测量读数时，目镜中的十字叉丝的横丝应与读数标尺相平行，纵丝应与各暗环相切;4.测量读数时，为避免转动部件的螺纹间隙产生的空程误差，测微鼓轮只能向一个方向旋转。