等厚干涉

课程名称：大学物理实验

实验名称：光的等厚干涉学院：化学学院专业班级：化学类175班学生姓名：郭宇扬学号：7803017142

实验地点：基础实验大楼313座位号：26

实验时间：第五周星期五下午三点四十五开始一、实验目的：

1.观察牛顿环和劈尖的干涉现象。2.了解形成等厚干涉现象的条件及特点。3.用干涉法测量透镜的曲率半径以及测量物体的微小直径或厚度。二、实验原理：

三、实验仪器：

牛顿环装置、钠光灯、读数显微镜、劈尖等。四、实验内容和步骤：

1、利用牛顿环测定透镜的曲率半径（1）启动钠光灯电源，几分钟后，灯管发光稳定后，就可以开始实验了，注意不要反复拨弄开关。（2）利用自然光或灯光调节牛顿装置，均匀且很轻地调节装置上的三个螺丝，使牛顿环中心条纹出现在透镜正中，无畸变，且为最小，然后放在显微镜物镜下方。（3）前后左右移动读数显微镜，也可轻轻转动镜筒上的45度反光玻璃，使钠光灯正对45度玻璃。直至眼睛看到显微镜视场较亮，呈黄色。（4）用显微镜观察干涉条纹：先将显微镜筒放至最低，然后慢慢升高镜筒，看到条纹后，来回轻轻微调，直到在显微镜整个视场都能看到非常清晰的干涉条纹，观察并解释干涉条纹的分布特征。（5）测量牛顿环的直径：转动目镜看清目镜筒中的叉丝，移动牛顿环仪，使十字叉丝的交点与牛顿环中心重合，移动测微鼓轮，使叉丝交点都能准确地与各圆环相切，这样才能正确无误地测出各环直径。（6）已知钠光波长λ=5.893×10-5cm，利用公式分别求出五个相应的透镜曲率半径值，并求出算术平均值。2、利用劈尖干涉测定微小厚度或细丝直径（1）将被测薄片或细丝夹于两玻璃板之间，用读数显微镜进行观察，描绘劈尖干涉的图像。（2）测量劈尖两块玻璃板交线到待测薄片间距l。（3）测量10个暗纹间距，进而得出一个条纹间距Δl。（4）数据表格自拟，上述每个量测量次数至少三次。五、实验数据与处理：

1、利用牛顿环测定透镜的曲率半径m30252924282327222621nx1/cm30.29529.98330.23629.91230.18629.84630.11829.77330.06429.700x2/cm21.96422.30222.03522.37022.10122.44222.16422.51222.23322.588平均值5di(=∣x1-x2∣)/cm8.3317.6818.2017.5428.0857.4047.9547.2617.8317.112di2/cm2

69.40658.99867.25656.88265.36754.81963.26652.72261.32550.581(dm2-dn2)/cm2

10.40810.37510.54810.54410.74410.524R/cm8.8311038.8031038.9501038.9461039.1161038.929103RR

R-Ri1i25-19821262212172187215294.75123.672cm4RRR8.9290.123672103cmE

R0.123672100%100%1.39%

8.929RX1/mm38.811X2/mm35.596X3/mm33.986X4/mm31.655X5/mm30.396X6/mm28.440X尾/mm12.0002、利用劈尖干涉测定微小厚度或细丝直径X首/mm40.200lX首-X尾28.200mmX1-X20.3215mm10X-X4l230.2331mm

10X-X6l350.1956mm

10ll2l3l10.2501

3ld3.322310-22ll1

六、误差分析：

1、读数显微镜上的45°反光玻璃没有调整好角度。2、牛顿环在测量的过程中不可以倒退，以避免产生空程误差。3、读数选择的暗环的级数在21到30，第20环以下，由于条纹太宽，不易对准，所以不读。七、思考题：

1、牛顿环的中心在什么情况下是暗的？在什么情况下是亮的？答：中心处是暗斑是因为中心接触处的空气厚度，而光在平面玻璃面上反射时有半波损失，所以形成牛顿环中心处为暗斑。当没有半波损失时则为亮斑。2、在本实验中若遇到下列情况，对实验结果是否有影响？为什么？（1）牛顿环中心是亮斑而不是暗斑。（2）测各个直径时，十字刻线交点未通过圆环中心，因而测量的是弦而不是真正的直径。答：（1）环中心出现亮斑是因为球面和平面之间没有紧密接触（接触处有尘埃，或有破损或磨毛），从而产生了附加光程差。这对测量结果并无影响。可能的附加光程差会导致中心不是暗点而是亮斑,但在整个测量过程中附加光程差是恒定的,因此可以采用不同暗环逐差的方式消除。（2）没有影响。由于曲率半径R=(dm2–dn2)/4(m-nλ)，如果弦长为L，则(D/2)2=(L/2)2+d2，其中d为弦到圆心的距离.在计算R时,有关d的项恰好被消掉,直径的差值恰好等于弦长的差值,所以说是不影响计算结果的。3、怎样利用牛顿环来测定未知光波的波长？答：根据牛顿环的公式r=(kRλ)1/2,只要测出透镜表面的曲率半径，测出第k级条纹的半径r就能推算出λ。八、附上原始数据：