大学物理实验报告实验项目名称＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿姓名学号＿ ＿＿＿＿专业＿＿＿＿班级＿＿＿＿指导教师＿＿＿＿＿＿ ＿＿上课时间年月日实验名称：牛顿环装置测量平凸镜的曲面半径实验时间：小组成员：实验地点：实验目的 ：1. 了解牛顿环等厚干涉的原理和观察方法。2. 掌握用牛顿环测量透镜曲率半径的方法。仪器、设备和材料：读数显微镜、平凸透镜和平面玻璃组成的牛顿环装置、450 平面反射玻璃片、钠光灯。实验原理 ：当一个曲率半径很大的平凸透镜的凸面与平面玻璃接触时，两者之间就形成了一个空气间隔层，如图4-22-1 所示。间隙层的厚度从中心接触点到边缘逐渐增加，若有一束单色光垂直地入射到平凸透镜上，则空气间隔层上下表面反射的两束光存在光程差，它们在平凸透镜的凸面上相遇时就会产生干涉现象。当凸透镜面的曲率半径很大时，在 P 点处相遇的两反射光线的光程差为该处空气间隙厚度kd 的两倍，即k2d；又因这两条相干光线中有一条光线来自光密媒质面上的反射，另一条光线来自光疏媒质面上的反射， 它们之间有一大小为的相位突变， 通常叫做 “半波损失 ”，所以， 在 P点处的两相干光的总光程差为kk22d（4-22-1)光程差k 是随空气间隙厚度k2d 改变的，相同厚度处的干涉状态相同，所以叫 “等厚干涉 ”，干涉条纹是以接触点为圆心的许多同心圆环，如图4-22-2 所示。当光程差满足图 4-22-1 牛顿环原理图图 4-22-2 牛顿环干涉条纹2 / 7 k(21)0 1 2...2kk，（，， ）（4-22-2) 时为暗条纹，将式（4-22-1 ）代入式（ 4-22-2 ）后，得到暗条纹的空气间隙层厚度满足kdk２（4-22-3)由此可见，接触点处k0d，对应的是零级暗条纹。明 条 纹 的 光 程 差 应 满 足k,(1 2...)kk，， , 它 出 现 在 空 气 间 隙 厚 度 为k2/ 2dk处，由于一般测量时均使用暗条纹，所以对亮条纹不再详述。空气间隙层厚度kd 和透镜凸面曲率半径R 及干涉环暗条纹的半径kr之间有着简单的几何关系，即：2222kkkk()2rRRdRdd（4-22-4)因为 R >>kd ，所以2kd <
