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牛顿环原理的实际应用1. 简介牛顿环原理是一种基于光干涉的实验现象，由英国科学家牛顿于18世纪发现。
该原理通过光的干涉现象来观察透明薄片表面的色彩变化，从而研究薄片的性质和厚度等参数。
牛顿环原理不仅在科学研究领域具有重要的应用，同时在实际生活中也有许多应用。
2. 光学仪器中的应用2.1 表面质量检测牛顿环原理可以被用于表面质量的检测。
通过观察产生牛顿环的光干涉条纹，可以判断透明物体表面的平整程度和质量。
如果光干涉条纹呈现均匀、规律的状态，说明表面平整度高，质量好；反之，如果光干涉条纹呈现不规则、断续的状态，则表明表面存在凹凸不平，质量较差。
这种方法在玻璃、金属等材料的生产和加工中得到广泛应用。
2.2 薄膜厚度测量利用牛顿环原理可以测量薄膜的厚度。
当光在同一介质中传播时，光的相位不发生变化；而当光从一种介质射入另一种介质时，光的相位会发生改变。
通过观察薄膜表面的牛顿环条纹，可以根据条纹的密度和颜色变化确定薄膜的厚度。
这种方法在光学镀膜、薄膜电子器件等领域中得到广泛应用。
3. 波谱分析中的应用牛顿环原理也被应用于波谱分析领域。
3.1 分辨率提高在光学仪器中，为了提高分辨率，常使用牛顿环原理进行修正。
通过增加一适当的薄膜或介质，可以改变光束的相位差，从而提高仪器的分辨率。
这种方法在显微镜、光谱仪等仪器中得到广泛应用。
3.2 光谱分析牛顿环原理还可以用于光谱分析。
光谱是光的波长和强度的分布图，通过观察光干涉的牛顿环条纹，可以获得样品的光谱信息。
这种方法在化学分析、生物医学、气象等领域中应用广泛。
4. 光学显微镜中的应用牛顿环原理在光学显微镜中有重要的应用。
4.1 相差显微镜相差显微镜利用牛顿环原理来提高显微镜的分辨率。
通过在光路中引入相差片，使光在不同的透明介质中传播，产生相位差，从而增强透明样品的对比度和细节。
这种方法在生物学、材料科学等领域中得到广泛应用。
4.2 薄膜显微镜薄膜显微镜是一种利用牛顿环原理来观察薄膜质量的显微镜。
牛顿环的干涉光的干涉现象在现代精密测量技术中有着很多重要应用，常用于检查物体表面的平面度、平行度；测定或估计微小长度、微小角度极其微小变化；研究材料、零部件的微小形变等。
牛顿环是一种光学器件，是由一曲率半径很大的平凸透镜与一块平板玻璃构成，牛顿环的干涉是典型的等厚干涉。
1. 仪器调节本实验用到的仪器是读数显微镜，在测量之前要对仪器进行调节，具体步骤如下： 1）.将牛顿环放在工作平台上，使其中心对准读数显微镜的物镜；开启钠光灯，调整钠光灯的位置，使钠光垂直照射到反射镜G 反射后到达牛顿环上，再经牛顿环反射后由反射镜G 进入显微镜，使显微镜的视场全部被钠黄光照亮(见图10-3)；2）.调节显微镜的目镜，使十字分划板在视场中清晰成像；调节显微镜的物镜，使在目镜中能清楚的看到干涉圆环；注意，在调节物镜时应先将物镜置于最低点，然后转动调焦手轮，使镜筒自下而上缓慢调节，以免显微镜的物镜与牛顿环相撞而损坏仪器；3）.调节牛顿环的位置，使目镜十字分划板的中心尽量位于牛顿环的中心； 4）.转动测微鼓轮，使显微镜的分划板向某一方向移动（如右移），同时由中心零级暗斑开始数移过去的环数。
当分划板移到第35个暗环时，将测微鼓轮往相反方向移动，当分划板的竖线与第30环中间相切时，记下此位置测微鼓轮的数值，然后继续沿同一方向（如向左）移动分划板，依次测出分划板竖线与第29、28、27、26、25级和第20、19、18、17、16、15级圆环中间相切的位置数值k x ；继续沿同一方向（如向左）移动分划板，当分划板经过中心零级暗斑后与另一侧（如左侧）的第15级圆环中间相切时，再次开始记录相应的数据x ，直到第30环为止。
同一级圆环前后两次读数的差值即为该圆环的直径。
要注意的是，测量时要使鼓轮只沿一个方向转动，中途不能倒退，即不能改变方向，只沿一个方向移动，以消除螺纹的间隙误差。
读数显微镜的最小分度值为0.01mm ； 2. 注意事项钠光灯1.测量过程中，鼓轮应沿同一方向转动，不可中途倒转，以消除螺纹间隙误差；2.对物镜调焦时，应先将读数显微镜的镜筒置于最低点，转动调焦手轮，使镜筒自下而上缓慢调节，以免显微镜的物镜与牛顿环相碰损坏仪器；3.读数环数时一定要细心耐心，数错时必须重新数起，否则会大大影响测量结果；4.测量直径时，左右两边的序号不能搞错，否则会得到错误的测量结果。
牛顿环-等厚干涉标准实验报告牛顿环-等厚干涉标准实验报告一、实验目的1.通过观察和测量牛顿环的干涉图样，了解等厚干涉的原理和特点。
2.学会使用读数显微镜测量牛顿环的直径，并分析误差来源。
3.通过实验数据的处理，进一步掌握不确定度的概念和计算方法。
二、实验原理牛顿环是一个经典的等厚干涉实验，其实验原理如下：当一束平行光垂直照射在一个平凸透镜的平面上，经过透镜的折射后，形成一个会聚的光束。
当这个光束通过一个与之平行的平面玻璃片时，会在玻璃片的下表面反射，形成一个干涉图样。
这个干涉图样是由一系列同心圆环组成的，称为牛顿环。
牛顿环的形成是由于光在透镜和平面玻璃片的下表面反射时，发生了光的干涉。
由于透镜和平面玻璃片的下表面之间的距离是变化的，因此反射光的光程差也是变化的。
当光程差是某个特定值的整数倍时，就会出现干涉加强的现象，形成明亮的圆环。
而当光程差是半个波长的奇数倍时，就会出现干涉减弱的现象，形成暗环。
通过测量干涉图样的直径，可以计算出透镜和平面玻璃片之间的厚度差。
这是因为干涉图样的直径与厚度差之间存在一定的关系。
在本实验中，我们使用读数显微镜来测量牛顿环的直径。
三、实验步骤1.将平凸透镜和平面玻璃片清洗干净，并用纸巾擦干。
2.将平面玻璃片放在平凸透镜的平面上，并使它们之间保持紧密接触。
3.打开读数显微镜，将干涉图样调整到视野中央。
4.调节显微镜的焦距和光源的亮度，使干涉图样清晰可见。
5.使用读数显微镜测量干涉图样的直径，并记录数据。
在每个亮环和暗环的中心位置测量三次，取平均值作为测量结果。
6.重复以上步骤，测量多个干涉图样的直径。
7.根据测量结果计算透镜和平面玻璃片之间的厚度差，并分析误差来源。
四、实验结果与分析在本实验中，我们测量了多个牛顿环的直径，并根据测量结果计算了透镜和平面玻璃片之间的厚度差。
以下是我们测量和计算的数据：通过计算我们发现，厚度差与直径之间存在线性关系，即厚度差是直径的一半。
这是因为干涉图样的直径与厚度差之间存在正比关系。
光的等厚干涉牛顿环实验报告
光的等厚干涉牛顿环实验是一种经典的干涉实验，用于研究光的相位和波长等性质。
下面详细介绍该实验的内容及步骤。
一、实验原理
光的等厚干涉是指在等厚介质中，由于光线的反射和折射产生相位差，形成干涉条纹的现象。
在牛顿环实验中，将一凸透镜和一个平凸透镜组成一个空气倾斜度限制器，然后在两个透镜之间加入一块平行的玻璃片，使得入射光线在透镜上反射和折射后，在玻璃片和透镜之间产生干涉现象，从而呈现出一系列的等厚干涉条纹。
二、实验步骤
1. 调节实验装置：首先将凸透镜和平凸透镜组成空气倾斜度限制器，通过调节空气钳来使两个透镜之间的距离精确到0.1mm左右，并使得两个透镜中心轴线重合并且水平。
2. 调节光源：使用一束单色光源，如He-Ne激光，通过调节反射镜和衍射屏的位置，以确保光线垂直于光轴并使其成为平行光。
3. 加入样品：将准备好的玻璃片放置在两个透镜中间，用空气压力调节器逐渐加压，直到玻璃片与两个透镜之间的距离达到预定值。
4. 观察干涉条纹：依次观察光源、反射镜、凸透镜、玻璃片和平凸透镜的位置，可以看到一系列环形干涉条纹。
此时应记录下每个环的半径和颜色，可用读数显微镜或CCD 等检测设备精确测量。
三、实验结果
通过对干涉条纹的实际观察和相关计算，可以得到一系列参数，包括玻璃片的厚度变化、干涉条纹的半径和角度等。
这些数据可以用来计算出光的相位差和波长等参数，从而更深入地了解光的性质和行为。
综上所述，光的等厚干涉牛顿环实验是一种重要的干涉实验，可以用于研究光的相位和波长等性质。
该实验需要仔细调节和观察，才能获得准确的实验数据。
等厚干涉的几点应用1摘要：详细研究了利用两种等厚干涉的实验（劈尖干涉和牛顿环）的原理来测量细丝的直径、测量液体的折射率，并由此引申出测液体的浓度。
粗略探讨了利用等厚干涉来检验工件的平整程度。
关键词：等厚干涉、劈尖、牛顿环、细丝直径、液体的折射率、浓度、工件平整度。
2引言课本上介绍了两种等厚干涉，分别是劈尖干涉和牛顿环。
劈尖干涉:当光近乎垂直地照射到折射率为n,且倾角很小为θ的透明劈尖上时，光线的入射角可以视为不变的常数，则反射光在相遇点的相位差只取决于产生该反射的薄膜厚度，薄膜上厚度相同的地方所产生的光程差相同，因而形成一组平行于劈尖顶的明暗相间的、等宽、等间距的直条纹。
牛顿环：将一个凸面曲率半径R很大的平凸透镜A放在一平面玻璃板B上，两者在O点接触。
平凸透镜的凸面和玻璃板的上表面之间形成一空气薄层，空气薄层的厚度从O点向外逐渐增大，在以O点为中心的任一圆周上各点处的空气薄层的厚度都相等。
当单色平行光垂直入射到空气薄层上时，空气薄层上下表面反射的光产生干涉。
这些干涉条纹是一组以O点为中心的明暗相间的同心圆环，称为牛顿环，如上面右图所示。
将实验中的器具略加改变就可以用来测量液体的折射率以及细金属丝的直径。
3 测细丝的直径如图所示：在两块平板玻璃之间放入待测细丝。
使两块玻璃之间形成劈尖形的空气薄膜，用单色光垂直照射。
光线在劈尖顶处形成暗条纹（半波损失），在其他位置：设空气膜厚度为e ，光的波长为λ,光程差为δ，则有当δ=k λ时，出现明条纹，当δ=（2k+1）λ\2时，出现暗条纹。
则相邻两条暗条纹光程差为Δδ=λ,对应的薄膜厚度差为e=λ\2;因此只要数出劈尖顶O 到任意一点K 处处的暗条纹数k,就能够计算出这k 条暗条纹对应的厚度差为k λ\2,则K 点距地面玻璃的高度为k λ\2+λ\2,再测出O 、K 两点的水平距离L,则劈尖倾角的正切值是tan θ= (k λ\2+λ\2) \L,设O 点到细丝处的水平距离为S ，则细丝的直径d=S*tan θ。
实验九光的等厚干涉——牛顿环等厚干涉是薄膜干涉的一种。
当薄膜层的上下表面有一很小的倾角时，从光源发出的光经上下表面反射后在上表面附近相遇时产生干涉，并且厚度相同的地方形成同一干涉条纹，这种干涉就叫等厚干涉。
其中牛顿环是等厚干涉的一个最典型的例子，最早为牛顿所发现，但由于他主张的微粒学说而未能对它做出正确的解释。
光的等厚干涉原理在生产实践中具有广泛的应用，它可用于检测透镜的曲率，测量光波波长，精确地测量微小长度、厚度和角度，检验物体表面的光洁度、平整度等。
【实验目的】1.观察光的等厚干涉现象，了解等厚干涉的特点。
2.学习用干涉方法测量平凸透镜的曲率半径。
3. 掌握读数显微镜的使用方法。
4.学习用逐差法处理数据。
【实验原理】牛顿环是由一块曲率半径较大的平凸玻璃，以其凸面放在一块光学平板玻璃上构成的，这样平凸玻璃的凸面和平板玻璃的上表面之间形成了一个空气薄层，其厚度由中心到边缘逐渐增加，当平行单色光垂直照射到牛顿环上，经空气薄膜层上、下表面反射的光在凸面处相遇将产生干涉。
其干涉图样是以玻璃接触点为中心的一组明暗相间的同心圆环(如图9-2所示)。
这一现象是牛顿发现的，故称这些环纹为牛顿环。
如图9-1所示，设平凸玻璃面的曲率半径为R，与接触点O相距为r处的空气薄层厚度为e，那么由几何关系：R2 = (R-e)2 + r2 = R2– 2Re + e2 + r2因R》e，所以e2项可以被忽略，有Rre22=(9-1) 现在考虑垂直入射到r处的一束光，它经薄膜层上下表面反射后在凸面处相遇时其光程差δ = 2e + λ/2其中λ/2 为光从平板玻璃表面反射时的半波损失，把(9-1)式代入得：图9-1 产生牛顿环的光路示意图图9-2 牛顿环22λδ+=R r (9-2) 由干涉理论，产生暗环的条件为212λδ)K (+= (K =0，1，2，3，⋯) (9-3)从(9-2)式和(9-3)式可以得出，第K 级暗纹的半径：λKR r K =2(K =0，1，2，3，⋯) (9-4)由上式可知，如果已知光波波长λ，只要测出r k ，即可求出曲率半径R ，反之，已知R 也可由(9-4)式求出波长λ。
光的等厚干涉现象及其应用(用牛顿环测凸透镜曲率半径(最
全)word资料
实验5、光的等厚干涉现象及其应用（用牛顿环测凸透镜曲率半径）
（一）调整牛顿环观察干涉环纹。
1、调节光源位置以及玻璃片的倾斜度。
2、调节目镜及移测显微镜的调焦螺旋，使干涉环纹清晰可辨。
3、调节显微镜及光源位置，观察到清晰的牛顿环。
（二）测牛顿环纹直径
1、调节显微镜，使镜筒里的十字叉丝交点对准牛顿环纹中心。
2、转动测微鼓轮，使镜筒向左（或者向右）移动，同时读出十字叉丝竖线所经过的暗环数。
读到超过20环处时，停止转动鼓轮，使测微鼓轮向相反方向移动，当叉丝竖线与第20环相切时，记下移测显微镜所示位置的读数。
3、继续沿原方向移动移测显微镜，读出第19、18、…、11等暗环的位置。
1、继续移动显微镜，当叉丝通过中心圆斑后，再继续移动，同时记下另一侧第
11、12、…、20环与叉丝竖线相切的位置。
5、求出11～20环的暗环直径，用逐差法求出直径平方差的平均值，最近求出凸透镜的曲率边境的平均值及误差。
光的等厚干涉及其应用原理光的等厚干涉是指在透明介质中，当光线通过介质表面时发生折射并产生反射波和透射波，在反射波和透射波交相干的情况下，由于光的波长和介质厚度之间的关系，发生干涉现象。
光的等厚干涉原理主要包括三个方面：相位差、干涉条件和光的干涉条纹。
相位差是光的等厚干涉的关键概念。
相位差是指两个光波在某一点上的相位差异。
在光的干涉中，当两个波的相位差为整数倍的2π时，两个波的振幅叠加增强，称为相干叠加；当两个波的相位差为半整数倍的2π时，两个波的振幅叠加减弱，称为相干抵消。
相干叠加和相干抵消决定了干涉现象的出现。
干涉条件是产生干涉现象的必要条件。
在光的等厚干涉中，必须满足一定条件才能产生明显的干涉现象。
首先，光源必须是频宽很窄的单色光源，这样才能保证光的波长相对稳定，以满足相邻波面上的相干叠加或抵消。
其次，光的传播路径必须有一定的差异，即光线经过的光程差必须明显，否则将无法显示出明显的干涉现象。
最后，光的传播路径必须在一定范围内保持平行，以满足光波之间的相干叠加。
光的干涉条纹是光的等厚干涉现象的显示形式。
当具备相干叠加和相干抵消条件时，光的等厚干涉会在空间中形成干涉条纹。
干涉条纹是由于光的相位差引起的亮度变化，通常呈现出交替的明暗条纹形式。
根据相位差的变化规律，干涉条纹可分为等距干涉和等倾干涉。
在等距干涉中，干涉条纹的间距恒定，条纹数目相等，例如牛顿环实验；在等倾干涉中，条纹的亮度变化相同，但间距随位置的移动而改变，例如天线环洞实验。
光的等厚干涉应用十分广泛，主要包括以下几个方面：1. 测量物体的厚度和形状：利用光的等厚干涉原理，可以测量物体的厚度和形状。
通过测量干涉条纹的宽度和间距，可以计算出透明物体的厚度，并进行形状分析。
例如，光学显微镜、干涉仪等设备都是利用光的等厚干涉原理进行物体测量的。
2. 光谱仪的构建和使用：光的等厚干涉也可用于构建光谱仪，并用于光谱分析。
光谱仪是利用光的等厚干涉原理，通过控制光的反射和透射波的光程差，使不同波长的光线产生相干叠加或相干抵消，进而实现对光谱的分离和测量。
光的等厚干涉牛顿环实验报告光的等厚干涉是一种利用光的波动性质进行干涉实验的方法，其中牛顿环实验是其中的经典实验之一。
本次实验旨在通过观察牛顿环的形成及其特征，验证光的等厚干涉现象，进一步加深对光的波动性质的理解。
实验过程中，我们使用了一台高质量的干涉显微镜，通过调节其镜筒间距，观察了不同条件下牛顿环的形成情况，并记录了相关数据。
实验结果表明，通过观察牛顿环的形成及其特征，我们成功验证了光的等厚干涉现象，实验结果具有较高的可靠性和重复性。
在实验过程中，我们首先调整了干涉显微镜的镜筒间距，使得在显微镜的目镜中可以清晰地观察到牛顿环的形成。
随后，我们逐渐调整镜筒间距，观察牛顿环的变化情况，并记录了不同镜筒间距下的牛顿环直径的数据。
实验结果显示，在不同的镜筒间距下，牛顿环的直径呈现出规律性的变化，与理论预期相符。
通过对实验数据的分析，我们得出了光的等厚干涉现象的验证结论。
在本次实验中，我们还注意到了一些误差的存在，例如由于实验环境的微小变化导致的数据波动等。
为了减小误差的影响，我们在实验过程中进行了多次重复观测，并取多次数据的平均值作为最终结果，以提高实验结果的准确性和可靠性。
通过这样的方法，我们得到的实验结果更加可信。
总的来说，本次实验通过观察牛顿环的形成及其特征，验证了光的等厚干涉现象。
实验结果表明，光的等厚干涉现象具有较高的可靠性和重复性，与理论预期相符。
通过对实验数据的分析，我们得出了光的等厚干涉现象的验证结论。
同时，我们在实验过程中也注意到了误差的存在，通过多次重复观测和数据处理，我们尽可能减小了误差的影响。
因此，本次实验取得了较为满意的结果，对光的等厚干涉现象有了更深入的理解。
通过本次实验，我们不仅验证了光的等厚干涉现象，也加深了对光的波动性质的理解。
光的等厚干涉现象在实际应用中具有重要意义，例如在光学元件的加工和检测中有着广泛的应用。
因此，对光的等厚干涉现象的深入研究，对于推动光学领域的发展具有重要意义。
实验十九光的等厚干涉的应用【预习思考题】1.光的干涉条件是什么？2.附加光程差产生的条件是什吗？3.什么是等候干涉？4.说出你所知道的测量微小长度的方法。
光的干涉是光的波动性的一种表现。
若将同一点光源发出的光分成两束，让它们各经不同路径后再相会在一起，当光程差小于光源的相干长度，一般就会产生干涉现象。
干涉现象在科学研究和工业技术上有着广泛的应用，如测量光波的波长，精确地测量长度、厚度和角度，检验试件表面的光洁度，研究机械零件内应力的分布以及在半导体技术中测量硅片上氧化层的厚度等。
牛顿环、劈尖是其中十分典型的例子，它们属于用分振幅的方法产生的干涉现象，也是典型的等厚干涉。
【实验目的】1.观察和研究等厚干涉现象和特点。
2.学习用等厚干涉法测量平凸透镜曲率半径和薄膜厚度。
3.熟练使用读数显微镜。
4.学习用逐差法处理实验数据的方法。
【实验仪器】测量显微镜，钠光光源，牛顿环，劈尖。
【实验原理】1．牛顿环“牛顿环”是一种用分振幅方法实现的等厚干涉现象，最早为牛顿所发现。
为了研究薄膜的颜色，牛顿曾经仔细研究过凸透镜和平面玻璃组成的实验装置。
他的最有价值的成果是发现通过测量同心圆的半径就可算出凸透镜和平面玻璃板之间对应位置空气层的厚度。
但由于他主张光的微粒说（光的干涉是光的波动性的一种表现）而未能对它做出正确的解释。
直到十九世纪初，托马斯．杨才用光的干涉原理解释了牛顿环现象，并参考牛顿的测量结果计算了不同颜色的光波对应的波长和频率。
牛顿环装置是由一块曲率半径较大的平凸玻璃透镜，将其凸面放在一块光学玻璃平板（平晶）上构成的，如图2所示。
平凸透镜的凸面与玻璃平板之间形成一层空气薄膜，其厚度从中心接触点到边缘逐渐增加。
若以平行单色光垂直照射到牛顿图1 牛顿环干涉光路图1.读数鼓轮2.物镜调节螺钉3.目镜4.钠光灯5.平板玻璃6.物镜7.反射玻璃片8.平凸（凹）透镜9.载物台 10.支架环上，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。
其干涉图样是以玻璃接触点为中心的一系列明暗相间的同心圆环（如图3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，因此称为等厚干涉。
图2 牛顿环干涉原理图图3 干涉圆环与k 级条纹对应的两束相干光的光程差为 ：22λ+=∆d (1)d 为第k 级条纹对应的空气膜的厚度，2λ为附加光程差。
由干涉条件可知，当∆=(２ｋ＋１) 2λ（ｋ＝0，1，2，3，...） 时，干涉条纹为暗条纹，即， 2)12(22λλ+=+k d ，得：λ2kd = （2）设透镜的曲率半径为R ，与接触点Ｏ相距为r 处空气层的厚度为d ，由图2所示几何关系可得：222)(r d R R +-=2222r d Rd R ++-=，由于R d >>，则2d 可以略去Rr d 22= （3）由(2)和(3)式可得第k 级暗环的半径为：λλkR kR Rd r k =⋅==2222 （4）由(4)式可知，如果单色光源的波长λ已知，只需测出第k 级暗环的半径k r ，即可算出平凸透镜的曲率半径R ；反之，如果R 已知，测出k r 后，就可计算出入射单色光波的波长λ。
但是由于平凸透镜的凸面和光学平玻璃平面不可能是理想的点接触；接触压力会引起局部弹性形变，使接触处成为一个圆形平面，干涉环中心为一暗斑；或者空气间隙层中有了尘埃等因素的存在使得在暗环公式中附加了一项光程差，假设附加厚度为a （有灰尘时0a >，受压变形时0a <）则光程差为2)(2λ++=∆a d ，由暗纹条件，2)12(2)(2λλ+=++k a d ，得，a k d -=λ2，将上式代人（4）得：Ra kR a kR Rd r 2)2(222-=-==λλ 上式中的a不能直接测量，但可以取两个暗环半径的平方差来消除它，例如取第m 环和第n 环，对应半径为，λmR r m =2 -Ra 2；λnR r n =2-Ra 2；两式相减可得：λ)(22n m R r r n m -=- （5）所以透镜的曲率半径为：λ)(22n m r r R n m --=(6) 又因为暗环的中心不易确定，故取暗环的直径计算λ)(422n m D D R nm --=（7） •• 由上式可知，只要测出m D 与n D （分别为第m 与第n 条暗环的直径）的值，就能算出R 或λ。
2． 劈尖将两块光学平玻璃叠合在一起，并在其中一端垫入待测的薄片（或细丝），则在两块玻璃片之间形成一空气劈尖。
当用单色光垂直照射时，和牛顿环一样，在空气劈尖上、下两表面反射的两束相干光发生干涉（如图4所示），其干涉条纹是一簇间距相等，宽度相等切平行于两玻璃片交线（即劈尖的棱）的明暗相间的平行条纹，如图5所示。
图4 劈尖干涉原理图图5 劈尖干涉条纹由暗纹条件2)12(22λλ+=+=∆k e （k =0，1，2，...） （8）可得，第k 级暗纹对应的空气劈尖厚度为2λke k =；第k +1级暗纹对应的空气劈尖厚度为2)1(1λ+=+k e k ，两式相减得222)1(1λλλ=-+=-=∆+kk e e e k k （9）上式表明任意相邻的两条干涉条纹所对应的空气劈尖厚度差为2λ。
又此可推出相隔n 个条纹的两条干涉条纹所对应的空气劈尖厚度差为2λn e n =∆；再由几何相似性条件可得待测薄片厚度为L L n D n )2(λ=（10） 实验中，若取0n L x x =-（0x 为最左侧劈尖暗条纹的左侧坐标，n x 为最右侧劈尖条纹右侧坐标），n L 为n 个条纹间的距离，它们可由读数显微镜测出。
则：()2nLn D L λ=（11）【实验仪器介绍】1． 读数显微镜 如图6所示，读数显微镜的主要部分为放大待测物体用的显微镜和读数用的主尺和附尺。
转动测微手轮，能使显微镜左右移动。
显微镜有物镜、目镜和十字叉丝组成。
使用时，被测量的物体放在工作台上，用压片固定。
调节目镜进行视度调节，使叉丝清晰。
转动调焦手轮，从目镜中观察，使被测量的物体成像清晰，调整被测量的物体，使其被测量部分的横面和显微镜的移动方向平行。
转动测微手轮，使十字叉丝的纵线对准被测量物体的起点，进行读数（读数由主尺和测微等手轮的读数之和）。
读数标尺上为050mm -刻线，每一格的值为1mm ，读数鼓轮圆周等分为100格，鼓轮转动一周，标尺就移动一格，即1mm ，所以鼓轮上每一格的值为0.01mm 。
为了避免回程误差，应采用单方向移动测量。
1.目镜2.锁紧圈3.锁紧螺丝4.调焦手轮5.镜筒支架6.物镜7.弹簧压片8.台面玻璃9.旋转手轮 10.反光镜11.底座 12.旋手 13.方轴 14.接头轴 15.测微手轮 16.标尺图6 读数显微镜结构图2．钠光光源灯管内有两层玻璃泡，装有少量氩气和钠，通电时灯丝被加热，氩气即放出淡紫色光，钠受热后汽化，渐渐放出两条强谱线589.0nm和589.6nm，通常称为钠双线，因两条谱线很接近，实验中可认为是比较好的单色光源，通常取平均值589.3nm作为该单色光源的波长。
由于它的强度大，光色单纯，是最常用的单色光源。
使用钠光灯时应注意：-）。
（1）灯点燃后，需等待一段时间才能正常使用（起燃时间约5min6min（2）每开、关一次对灯的寿命有影响，因此不要轻易开、关。
另外，在正常使用下也有一定消耗，使用寿命只有500h，因此应作好准备工作，使用时间集中。
（3）开亮时应垂直放置，不得受冲击或振动。
【实验内容】1．利用牛顿环测平凸透镜曲率半径（1）将牛顿环放置在读数显微镜工作台毛玻璃中央，并使显微镜镜筒正对牛顿环装置45反射镜。
中心，点燃钠光灯，使其正对读数显微镜物镜的0（2）调节读数显微镜调节目镜：使分划板上的十字刻线清晰可见，并转动目镜，使十字刻线的横刻线与显微镜的移动方向平行。
45反射镜：使显微镜视场中亮度最大，这时基本满足入射光垂直于待测透镜的要求。
调节ο转动手轮15：使显微镜筒平移至标尺中部，并调节调焦手轮4，使物镜接近牛顿环装置表面。
对读数显微镜调焦：缓缓转动调焦手轮4，使显微镜筒由下而上移动进行调焦，直至从目镜视场中清楚地看到牛顿环干涉条纹且无视差为止；然后再移动牛顿环装置，使目镜中十字刻线交点与牛顿环中心大致重合。
（3）观察条纹的分布特征。
（4）测量暗环的直径。
转动读数显微镜读数鼓轮，同时在目镜中观察，使十字刻线由牛顿环中央缓慢向一侧移动至25环然后退回第24环，自第24环开始单方向移动十字刻线，每移动一环记下相应的读数直到第15环，然后再从同侧第14环开始摇到第1环；穿过中心暗斑，从另一侧第1环开始依次数到第14环，然后从第15环开始读数直至第24环。
并将所测数据记入数据表格中。
2.利用劈尖测量薄片的厚度（1） 将牛劈尖放置在读数显微镜工作台毛玻璃中央，并使显微镜镜筒正对劈尖装置中 心，点燃钠光灯，使其正对读数显微镜物镜的045反射镜。
（2）调节读数显微镜调节目镜：使分划板上的十字刻线清晰可见，并转动目镜，使十字刻线的横刻线与显微镜 的移动方向平行。
调节ο45反射镜：使显微镜视场中亮度最大。
转动手轮15：使显微镜筒平移至标尺中部，并调节调焦手轮4，使物镜接近劈尖装置表面。
对读数显微镜调焦：缓缓转动调焦手轮4，使显微镜筒由下而上移动进行调焦，直至从目镜视场中清楚地看到装置干涉条纹且无视差为止；然后再移动劈尖装置，使目镜中十字刻线纵线与劈尖条纹平行。
（3）观察条纹的分布特征。
（4） 测量劈尖厚度。
从最左侧的暗条纹开始，从左向右依次读出10个暗条纹对应的读数（注意不要回程）。
读数时，使目镜中的十字刻线纵线与暗条纹左侧相切。
用目镜中的十字刻线纵线最左侧暗条纹左侧相切，记下坐标0x ，转动显微镜手轮直至到最后一个条纹，并使目镜中的纵向叉丝与最后侧条纹右侧相切（注意不要回程），记下坐标max x ，则max 0L x x ≈-，并将纪录数据填表。
【注意事项】1．牛顿环仪、劈尖、透镜和显微镜的光学表面不清洁，要用专门的擦镜纸轻轻揩拭。
2．读数显微镜的测微鼓轮在每一次测量过程中只能向一个方向旋转，中途不能反转。
3．当用镜筒对待测物聚焦时，为防止损坏显微镜物镜，正确的调节方法是使镜筒移离待测物（即提升镜筒）。
【数据记录及处理】1．数据处理：根据计算式λ)(422n m D D R nm --=，对m D ，n D 分别测量n 次，因而可得n 个i R 值，于是有∑==ni i R R 1，我们要得到的测量结果是R R R u =±。
下面简要介绍一下R u 的计算。
由不确定度的定义知，R u =其中，A 分量为)(11212R n R n S ni i i --=∑= B 分量为 ∑==ni i j U n U 11 （i U 为单次测量的B 分量）2222)()(n m D ni D m i j D R D R U σσ∂∂+∂∂= λ)(2n m D D R m m i -=∂∂ λ)(2n m D D R nn i --=∂∂由显微镜的读数机构的测量精度可得0.012m n D D D u u u ===mm ） 于是有 22)(2n m Dj D D n m U +-=λσ；仿照上述分析过程，自己进行劈尖测量数据分析。
