大连理工大学大 学 物 理 实 验 报 告 院（系) 材料学院 专业 材料物理 班级 ０ 705 姓 名 童凌炜 学号 ２ 00 ７６ 7025 实验台号 实验时间 2025 年 11 月 04 日，第 11 周，星期 二 第 ５— 6 节实验名称 光得等厚干涉 老师评语 实验目得与要求:1.观察牛顿环现象及其特点， 加深对等厚干涉现象得认识与理解。2.学习用等厚干涉法测量平凸透镜曲率半径与薄膜厚度。3.掌握读数显微镜得使用方法。实验原理与内容:1.牛顿环牛顿环器件由一块曲率半径很大得平凸透镜叠放在一块光学平板玻璃上构成, 结构如图所示。当平行单色光垂直照射到牛顿环器件上时, 由于平凸透镜与玻璃之间存在一层从中心向外厚度递增得空气膜， 经空气膜与玻璃之间得上下界面反射得两束光存在光程差， 它们在平凸透镜得凸面(底面）相遇后将发生干涉， 干涉图样就是以接触点为中心得一组明暗相间、内疏外密得同心圆, 称为牛顿环（如图所示。 由牛顿最早发现)。 由于同一干涉圆环各处得空气薄膜厚度相等, 故称为等厚干涉。 牛顿环实验装置得光路图如下图所示:ﻫﻬ 设射入单色光得波长为 λ， 在距接触点 rk 处将产生 第 ｋ 级 牛 顿环, 此处对应得空气膜厚度为 dk, 则空气膜上下两界面依次 反 射 得 两 束光线得光程差为式中， n 为空气得折射 率 ( 一 般 取1）， λ／2 就是光从光疏介质（空气)射到光密介质（玻璃）得交界面上反射时产生得半波损失. 根据干涉条件, 当光程差为波长得整数倍时干涉相长, 反之为半波长奇数倍时干涉相消, 故薄膜上下界面上得两束反射光得光程差存在两种情况:成 绩老师签字K=1,2,3,…、, 明环K=0,1,2,…、, 暗环由上页图可得干涉环半径 rk, 膜得厚度 dk 与平凸透镜得曲率半径 R 之间得关系。 由于 dk 远小于 R, 故可以将其平方项忽略而得到。 结合以上得两种情况公式, 得到:, 由以上公式课件, ｒ k与 dk成二次幂得关系, 故牛顿环之间并不就是等距得, 且为了避开背光因素干扰， 一般选取暗环作为观测对象。而在实际中由于压力形变等原因， 凸透镜与平板玻璃得接触不就是一个理想得点而就是一个圆面; 另外镜面沾染回程会导致环中心成为一个光斑， 这些都致使干涉环得级数与半径无法准确测量。 而使用差值法消去附加得光程差， 用测量暗环得直径来代替半径， 都可以减少以上类型得误差出现. 由上可得:式中, Dm、Dn分别就是第 m 级与第...
