产品名称： 牛顿环实验装置

 牛顿环实验装置  牛顿环实验装置牛顿环实验装置  说 明 书 1 用途 牛顿环实验装置是一种观测牛顿环干涉的教学仪器。可用于大专院校物理实验室学生分组实验。 2 仪器的构成 如图1所示，整套装置主要由读数显微镜（1）、钠灯（2）、调焦旋钮（3）、底座（4）、“牛顿环”（5）、半透半反镜（6）和与钠灯适配的镇流器

（7）组成。 图1 3 主要技术指标 显微镜放大率：15倍 分划板测量范围：8 mm 测量精度： 0.01 mm 牛顿环平凸透镜曲率半径：868.5mm 钠灯功率：20W 电源：220V，50Hz 4 实验原理 一个曲率半径很大的平凸透镜，以其凸面朝下，放在一块平板玻璃上，如图2所示，二者之间形成从中心向周边逐渐增厚的空气膜。若对透镜垂直投射单色平行光，则空气膜下缘面 图2 与上缘面反射的光就会在空气膜上缘面附近相遇而干涉，出现以玻璃接触点为中心的一系列明暗相间的圆环，即牛顿环。 设透镜曲率半径为R，与接触点O的相距r处的膜厚度为d，则： 因R远大于d，所以 可略去，得 光线垂直入射，几何程差为2d，还要考虑光波在平面玻璃上反射会有半波损失，从而带来 的附加程差，所以总程差 产生暗环的条件是 （m =0、1、2、…） 其中m为干涉级。综合以上三式，第m级暗环半径 （4-1） 实际上，由于两镜面接触点之间难免存在细微的尘埃，使程差产生难以确定的变化，中央暗点可变为亮点或若明若暗；再者，接触压力引起的玻璃形变会使接触点扩大成一个接触面，以致接近圆心处的干涉条纹也是宽阔而模糊的。这就给m带来某种程度的不确定性。根据式（4-1）， 两式相减得 

所以 （4-2） 因m和n有着相同的不确定程度，利用m-n这一相对性测量恰好消除了由**测量的不确定性带来的误差。 5 实验

 5.1 光路调节 将读数显微镜装在架上，接通钠灯电源后经过大约5分钟灯泡发出较强的钠黄光，然后转动半透半反镜的镜框，使镜面与显微镜光轴成45°角，钠黄光被反射到牛顿环套件上，显微镜视场即出现一系列明暗相间的同心环。在用手钮锁紧45°镜子后，利用“牛顿环”套件上的左前、右前和中后3个调节手钮配合调节，使干涉环的环心与调到显微镜分划板中心的十字叉丝的交点重合，转动目镜，对分划板聚焦，然后转动调焦手钮3，直到视场内干涉环普遍清晰，并且与叉丝之间无视差。消视差调节必须耐心地配合目镜调焦仔细操作。

 5.2 测量和计算 转动读数显微镜鼓轮，将分划板叉丝移到环心右侧，读出并记录第5至14环每一环的位置 ，再测出并记录环左侧第5至14环的位置 （见表1）。 表1 右侧各环 位置读数 L5 L6 L7 L8 L9 L10 L11 L12 L13 L14 左侧各环 位置读数 L5ˊ L6ˊ L7ˊ L8ˊ L9ˊ L10ˊ L11ˊ L12ˊ L13ˊ L14ˊ 直径Di 根据表1所得直径Di数据，算出10个牛顿环半径rm和rn，以逐差法取m-n=5计算出5个 值，取平均值代入式（4-2）即得 。在估算其不确定度时，把 （取589.3nm）视为常量。 5.3 注意 牛顿环金属圆框上的3个螺丝不可用力锁紧，以免平凸透镜破裂或严重变形，影响测量的准确度。恰到好处的调节是让面积*小的环心稳定在镜框中央。 （仪器如有变动恕不另行通知） 重量：大概20斤 牛顿环实验装置