等厚干涉物理实验报告.doc

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。图1二、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: （1）其中k为暗环级数，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（）接通钠光灯电源使灯管预热。（）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。（）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。（）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。（）调节目镜，在目镜中看到清晰的十字叉丝线的像。（）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（）移动牛顿环装置，使十字叉丝线的交点与牛顿环中心重合。（）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。（）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。（）将暗环位置的读数填入自拟表中。五、实验数据处理：左读数（mm）右读数（mm）X38.315X27.945X38.225X28.035X38.145X28.115X38.075X28.191X37.982X28.249X37.900X28.348X37.475X28.772X37.385X28.862X37.300X28.961X37.199X29.059X37.100X29.169X36.990X29.2601、 计算暗环直径D及直径平方D 2：暗环级数302928272625201918171615暗环直径（mm）10.370 10.190 10.030 9.884 9.733 9.552 8.703 8.523 8.339 8.140 7.931 7.730 直径平方D 2107.5103.8100.697.794.791.275.772.669.566.362.959.82、 采用多项逐差法处理：把实验所测得Dk的数据分为 n 、m 两组（n 组:D15 ,D16 , D20 ，m 组: D25 ,D26,D30） 为n、m两组中的对应项，此处m-n10（恒值）=5.89310mmRR(30、20)R(29、19)R(28、18)R(27、17)R(26、16)R(25、15)R（mm）1348.81323.41317.71333.51350.41335.83、 求及，求出的值31.831.231.131.431.831.531.51334.94、 计算出、相对不确定度，写出结果表示：=5.4相对不确定度=4.0=1334.95.4六、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。