入射光
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图1
华南师范大学实验报告
学生姓名 学 号 专 业 化学 年级、班级 课程名称 物理实验 实验项目 等厚干涉 实验类型 □验证 □设计 □综合 实验时间 2012 年 3 月 14 实验指导老师 实验评分
一、实验目的：
观察牛顿环产生的等厚干涉条纹，加深对等厚干涉现象的认识。

二、实验原理：
牛顿环
在平面玻璃板BB ＇上放置一曲率半径为R 的平凸透镜AOA ＇，两者之间便形成一层空气薄层。

当用单色光垂直照射下来时，从空气上下两个表面反射的光束1和光束2在空气表面层附近相遇产生干涉，空气层厚度相等处形成同一级的干涉条纹，这种干涉现象称为等厚干涉。

在干涉条纹上，光程差相等处，是以接触点O 为中心，半径为r 的明暗相间的同心圆，其暗环的条件为:λkR r =2
（1）
其中k 为暗环级数，λ为单色光的波长。

可见，测出条纹的半径r ，依（1）式便可计算出平凸透镜的半径R 。

三、实验仪器：
读数显微镜，牛顿环仪，汞光灯。

四、实验内容：
观察牛顿环
（１）接通钠光灯电源使灯管预热。

（２）将牛顿环装置放置在读数显微镜镜筒下，并将下面的反射镜置于背光位置。

（３）待钠光灯正常发光后，调节光源的位置，使450半反射镜正对钠灯窗口，并且同高。

（４）在目镜中观察从空气层反射回来的光，整个视场应较亮，颜色呈钠光的黄色，如果看不到光斑，
可适当调节45度半反射镜的角度及钠灯的高度和位置，直至看到反射光斑，并均匀照亮视场。

（５）调节目镜，在目镜中看到清晰的十字叉丝线的像。

（６）放松目镜紧固螺丝，转动目镜使十字叉丝线中的一条线与标尺平行，即与镜筒移动方向平行。

（7）转动物镜调节手轮（注意：要两个手轮一起转动）调节显微镜镜筒与牛顿环装置之间的距离。

先将镜筒下降，使45度半反射镜接近牛顿环装置但不能碰上，然后缓慢上升，直至在目镜中看到清晰的牛顿环像。

测量暗环的直径
（１）移动牛顿环装置，使十字叉丝线的交点与牛顿环中心重合。

（２）转动读数鼓轮，使十字准线从中央缓慢向左移至第31暗环(边移边数，十字叉丝竖线对准一环
数一环，不易数错)，然后反方向自31暗环向右移动，使叉丝竖线依次对准30、29、28、27、
26、25暗环中间，分别记录读数显微镜上相应的位置读数x30、x29、……x25（注意：估读到0.001mm
及采用单向移动测量）。

过了25环后继续转动鼓轮，使叉丝竖线依次对准20、19、18、17、16、
15暗环中间，并分别记录相应的位置读数。

（３）继续按原方向转动读数鼓轮，越过干涉圆环中心，与上类似，记录叉丝竖线对准右边第15、16、
17、18、19、20及25、26、27、28、29、30暗环中间时的读数，注意整个过程中鼓轮不能倒转，
即采用单向移动测量，以避免空程误差。

（４）将暗环位置的读数填入自拟表中。

五、实验数据处理：
1、计算暗环直径D及直径平方D 2：
2、采用多项逐差法处理：
把实验所测得D k的数据分为 n、m两组（n组:D15,D16 ,...D20 ，m组: D25,D26, (30)
()λ
n m D D R n m --=
422 m n D D ,为n 、m 两组中的对应项，此处m -n ＝10（恒值）λ=5.893⨯104
-mm
3、 求22n m D D -及22n m D D -，求出R 的值
4、 计算出R σ、相对不确定度
R
R
σ，写出结果表示：R R σ±
R σ=
6
51334.98.1335)9.13344.1323()9.13348.1348(2
22⨯-+⋯+-+-）
（=5.4 相对不确定度=4.03
10-⨯
R R σ±=1334.9±5.4
六、思考题：
1、牛顿环干涉条纹一定会成为圆环形状吗？ 不一定。

若不是等厚干涉，就不一定成圆环形。

2、实验中为什么要测牛顿环直径，而不测其半径？
因为无法确定牛顿环的圆心在哪里，难以测出其半径。

3、实验中为什么要测量多组数据且采用逐差法处理数据？
减少实验的偶然误差。