等候干涉及其应用实验报告14周
【实验现象】:牛顿环侧半径实验中,可以看到显微镜中呈现一组明暗相间,内密外疏的圆环。
在劈尖实验中,看到一组明暗相间,等距,平行于棱边的直条纹。
【误差分析】
1。
用肉眼去观察产生疲劳导致的观测误差。
2。
叉丝竖线与干涉条纹未严格相切。
3。
叉丝与条纹像之间的视差未严格消除
4。
观察牛顿环时将会发现,牛顿环中心不是一点,而是一个不甚清晰的暗或亮的圆斑。
其原因是透镜和平玻璃板接触时,由于接触压力引起形变,使接触处为一圆面;
5。
镜面上可能有微小灰尘等存在,从而引起附加的程差,这都会给测量带来较大的系统误差。
【实验中的问题讨论】
1. 如果牛顿环中心是亮斑而不是暗斑,说明凸透镜和平板玻璃的接触不紧密,或者说没有接触,这样形成的牛顿环图样不是由凸透镜的下表面所真实形成的牛顿环,将导致测量结果出现误差,结果不准确。
2. 牛顿环器件由外侧的三个紧固螺丝来保证凸透镜和平板玻璃的紧密接触,经测试可以发现,如果接触点不是凸透镜球面的几何中心,形成的牛顿环图样将不是对称的同心圆,这样将会影响测量而导致结果不准确。
因此在调节牛顿环器件时,应同时旋动三个紧固螺丝,保证凸透镜和平板玻璃压紧时,接触点是其几何中心。
另外,对焦时牛顿环器件一旦位置确定后,就不要再移动,实验中发现,轻微移动牛顿环器件,都将导致干涉图样剧烈晃动和变形。
4。
牛顿环利用干涉原理,可进行精密测量,具有多种用途。
牛顿环装置可用于检验光学元件表面的平整度;若改变凸透镜和平板玻璃间的压力,条纹就会移动,用此原理可精确测量压力或长度的微小变化;也可将透明介质(如水和油等)注入牛顿环装置中,在平凸透镜和玻璃板间形成液体膜,进而利用空气膜的条纹直径和液体膜的条纹直径可求得液体折射率。
3。
该实验中获得的感触是,耐心,细心,是实验成功的重要保证。
另外,长期使用读数显微镜容易导致视疲劳,建议改进成由电子显示屏放大输出的样式,而不用肉眼直接观察。