实验十七牛顿环及劈尖干涉.docVIP

实验十七 牛顿环和劈尖干涉 预习要求： 1、撰写预习报告，写明实验目的、简要叙述实验原理及方案、画光路图。见教材119-122页。 2、理解等厚干涉理论（干涉现象、获得相干光的方法、等厚干涉原理原理、公式的物理含义）；预习读数显微镜的调节（基本结构、调节方法、读数规则） 实验内容：（教材相关内容注意事项） 用牛顿环测量透镜的曲率半径（反射式干涉） 1．将显微镜调整为待测状态。 视场亮度均匀（调整45度反射镜，注意底座反射镜背对光源）；十字叉丝清晰（调节目镜）；十字叉丝方向水平垂直（调整目镜止动螺钉）；牛顿环清晰（调焦手轮，注意镜筒移动方向）；牛顿环居中（确保待测条纹在读数范围内）。 2．定量测量 依次测出第10—25环牛顿环的条纹位置。注意测量时先将十字叉丝左移到30环（思考原因）。再向回移到左25，24，23…10，右10，11，12…25，记录位置读数（注意标尺和测微鼓轮读数匹配）。 3．用逐差法计算透镜的曲率半径，计算误差。得出实验结果。 用劈尖干涉法测量微小厚度 劈尖的干涉条纹与劈尖棱平行，读数显微镜的行走方向与劈尖的干涉条纹垂直。 定量测量 用读数显微镜测出x=10条条纹的长度；用直尺测出微小厚度到劈尖棱的距离。均为单次测量。 计算微小厚度，计算误差。得出实验结果。 数据记录及处理： 用牛顿环测量凸透镜曲率半径 数据记录表 暗纹级数m 25 24 23 22 21 20 19 18 左边读数(mm) 右边读数(mm) 直径Ｄm(mm) 暗纹级数n 左边读数(mm) 右边读数(mm) 直径Ｄn(mm) 注：钠光源波长为589.3nm，是钠光源两条谱线589.592nm和588.995nm的平均值。 用牛顿环测量凸透镜曲率半径的公式为　　 取（m-n=8）由实验记录的数据依据上式得到以下表中结果 序号 1 2 3 4 Ｒ(mm) 序号 5 6 7 8 Ｒ(mm) 　　　　 (mm) 曲率半径平均值随机误差的极限值为： = 读数显微镜的仪器误差，按照技术规范（JJG571-88）规定，其值应按以下公式计算 　　　　= (um) = （mm） 　　由于对直径的平方值进行逐差计算，各次测量得到的直径数值均不相同，由此得到的仪器误差也不同，采用其中最大误差的进行处理。 误差基本传递公式为 　= 其中， 、取最大的数值； = ； = ； 　其中， 、取最大的数值；　 凸透镜曲率半径的总误差为 　　 结果： 劈尖干涉法测量微小厚度 数据记录表 钠光波长(nm) 暗条纹数x 间距(mm) 棱到纤维距离Ｌ(mm) 用劈尖测量微小厚度的计算公式为 = 误差基本传递公式为 其中= ； = ； （um）= （mm）； （最小分度一半） 结果： （3）思考题及实验结果讨论