用牛頓環(huán)測球面的曲率半徑.ppt

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1、實驗六用牛頓環(huán)法測球面的曲率半徑一、實驗目的1、了解等厚干涉的原理。2、掌握讀數(shù)顯微鏡的調(diào)節(jié)和使用。二、實驗原理1、等厚干涉光源顯微鏡平板玻璃平凸透鏡半反鏡反射光的干涉條件為：明條紋；2e+λ/2=2mλ/2(m=1,2,3……)暗條紋；2e+λ/2=(2m+1)λ/2(m=1,2,3……)根據(jù)截面的幾何圖形可知：r2=R2-(R-e)2=2Re-e2略去二階小量e2并帶入暗紋條件得：R=rm2/mλ將暗紋半徑換為直徑:DnDmoRreλ2、用牛頓環(huán)測曲率半徑由于在具體實驗中各種因素的影響，牛頓環(huán)條紋級數(shù)通常無法確定，因此采用測量兩個暗環(huán)直徑的方法來測量曲率半徑。設第m級暗環(huán)和第n

2、級暗環(huán)的半徑分別為：求其平方差：因此：3、測量結(jié)果的不確定度最佳估計值：不確定度：測量結(jié)果：4、光學測量中的對準與調(diào)焦技術(shù)對準又稱橫向?qū)?，是指一個目標與比較標志（叉絲）在垂直瞄準軸方向的重合或置中。調(diào)焦又稱縱向?qū)剩侵敢粋€目標像與比較標志在瞄準軸方向的重合。對準和調(diào)焦通常也可描述為等高、共軸和消視差。三、實驗儀器牛頓環(huán)、讀數(shù)顯微鏡、鈉光燈讀數(shù)顯微鏡：位置讀數(shù)=標尺讀數(shù)+0.01×測微鼓輪讀數(shù)牛頓環(huán)：四、實驗內(nèi)容１、調(diào)節(jié)牛頓環(huán)裝置的三顆旋鈕，盡量使干涉條紋的中心在牛頓環(huán)裝置的中央。注意：三顆旋鈕如擰得太緊，牛頓環(huán)裝置會變形；如太松，輕微的振動將會使條紋移動。２、點燃鈉燈，幾分鐘后才

3、會正常發(fā)光。３、調(diào)整及定性觀察。（1）把牛頓環(huán)裝置放在顯微鏡下，調(diào)節(jié)半反射鏡使鈉黃光能充滿整個視場。（2）調(diào)節(jié)顯微鏡目鏡看清叉絲，然后調(diào)節(jié)顯微鏡鏡筒對干涉條紋調(diào)焦，并使叉絲和圓環(huán)像之間無視差。而且使一條叉絲垂直于顯微鏡移動方向。（3）定性觀察待測的各個環(huán)左右是否都清晰并且都在顯微鏡的讀數(shù)讀數(shù)范圍內(nèi)。４、定量測量。（1）建議取牛頓環(huán)暗環(huán)第1環(huán)和第11環(huán)。從中心向外第一個暗環(huán)（不含中心處）為一級暗環(huán)，注意不要數(shù)錯條紋數(shù)。（2）由于條紋有寬度，故測量時應一邊外切，一邊內(nèi)切，兩者之差為平均直徑。5、寫出測量結(jié)果的表示。1左右DnDn平均S11左右DmDm平均S回程差是由于傳動螺桿與齒輪之間或

4、齒輪與齒輪之間由于咬合上存在空隙，從而造成主動裝置運動了，而被動裝置并沒有產(chǎn)生運動，在實驗中體現(xiàn)為讀數(shù)發(fā)生了改變，而實際上裝置并沒有移動，通常會造成實驗數(shù)據(jù)偏大。附：回程差的形成和影響實驗演示