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光的等厚干涉-牛顿环实验装置

当一束单色光入射到透明薄膜上时,通过薄膜上下表面依次反射而产生两束相干光。如果这两束反射光相遇时的光程差仅取决于薄膜厚度,则同一级干涉条纹对应的薄膜厚度相等,这就是所谓的等厚干涉。

牛顿环所产生的等厚干涉。

实验仪器:读数显微镜,牛顿环仪,钠光灯。

实验原理:

牛顿环装置是由一块曲率半径较大的平凸玻璃透镜,以其凸面放在一块光学玻璃平板(平晶)上构成的,如图1所示。平凸透镜的凸面与玻璃平板之间的空气层厚度从中心到边缘逐渐增加,若以平行单色光垂直照射到牛顿环上,则经空气层上、下表面反射的二光束存在光程差,它们在平凸透镜的凸面相遇后,将发生干涉。从透镜上看到的干涉花样是以玻璃接触点为中心的一系列明暗相间的圆环(如图2所示),称为牛顿环。由于同一干涉环上各处的空气层厚度是相同的,因此它属于等厚干涉。

实验步骤:

1:观察牛顿环;

1)调整牛顿环仪的三个调节螺丝,在自然光照射下能观察到牛顿环的干涉图样,并将干涉条纹的中心移到牛顿环仪的中心附近。调节螺丝不能太紧,以免中心暗斑太大,甚至损坏牛顿环仪。

2)调整反光镜,无反射光从下透射上来。

3)调整钠光灯和半反射镜位置,使读数显微镜的目镜中看到均匀明亮的光场。

4)正确放置牛顿环仪(切勿让镜筒挤压)。用纳光灯垂直照射,经45°反射镜反射到牛顿环器件上。

5)调节读数显微镜的目镜,使十字叉丝清晰、无视差。

6)调节读数显微镜的物镜调节螺钉,置镜筒于最低位置,然后,边观察边升高物镜(物镜自下而上),直至在目镜中观察到清晰的牛顿环。

2:测量16环到20环,26环到30环的直径。

1)将目镜叉丝对准中央暗纹,转动读数鼓轮令十字叉丝向右移动,能依次数出暗纹级次(中央为零级)直数到40级。

2)反向旋转鼓轮,当叉丝对准第30级暗纹时,记下标尺读数右30。继续旋转鼓轮,分别记下右30至右26,右20至右1610级暗纹位置。

3)继续沿同一方向旋转鼓轮,叉丝扫过中央暗纹,测量左侧的暗纹位置。数至第16级,依次记下左16至左20,左26至左3010级暗纹位置。

4)将牛顿暗环位置的读数填入数据记录表中。

牛顿环实验装置

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