《牛顿环实验报告》PPT课件
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等厚干涉牛顿环实验报告Company number:【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】等厚干涉——牛顿环等厚干涉是薄膜干涉的一种。
薄膜层的上下表面有一很小的倾角是,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,但由于他主张微粒子学说而并未能对他做出正确的解释。
光的等厚干涉原理在生产实践中育有广泛的应用,它可用于检测透镜的曲率,测量光波波长,精确地测量微笑长度、厚度和角度,检验物体表面的光洁度、平整度等。
一. 实验目的(1)用牛顿环观察和分析等厚干涉现象;(2)学习利用干涉现象测量透镜的曲率半径;二. 实验仪器读数显微镜钠光灯牛顿环仪三. 实验原理牛顿环装置是由一块曲率半径较大的平凸面放在一块光学玻璃平板(平镜)上构成的,如图。
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,若以平行单光垂直照射到牛顿环上,则经空气层上、下表面反射的两光束存在光程差,他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,称为牛顿环。
同一干涉环上各处的空气层厚度是相同的,因此他属于等厚干涉。
图2 图3由图2可见,若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 ,其几何关系式为由于r R >>,可以略去d 2得Rr d 22= (1)光线应是垂直入射的,计算光程差时还要考虑光波在平玻璃上反射会有半波损失,,从而带来2λ的附加程差,所以总光程差为22λ+=∆d (2)所以暗环的条件是2)12(λ+=∆k (3)其中 3,2,1,0=k 为干涉暗条纹的级数。
综合(1)(2)(3)式可得第可k 级暗环的半径为λkR r k =2 (4)由式(4)可知,如果单色光源的波长λ已知,测出第m 级的暗环半径r m,,即可得出平图透镜的曲率半径R ;反之,如果R 已知,测出r m 后,就可计算出入射单色光波的波长λ。