等厚干涉法测球面曲率半径

1. 等厚干涉法测球面曲率半径

2. 光的等厚干涉——牛顿环、劈尖 1.干涉条纹的成因及特点 2.牛顿环测定透镜曲率半径原理 3.读数显微镜的调整和使用 4.牛顿环透镜组 5.实验内容与数据处理 6.误差分析

3. 牛顿环干涉条纹的成因 光程差： 由干涉条件: 明环 暗环 由图可见: 第k级暗条纹的半径为:

4. 牛顿环干涉条纹的特点 1.分振幅、等厚干涉； 2.明暗相间的同心圆环； 3.级次中心低、边缘高； 4.间隔中心疏、边缘密； 5.同级干涉，波长越短, 条纹越靠近中心。

5. dA1 dA2 dB1 dB2 测量时不用 原因： ①透镜凸面与平板玻璃表面间并非理想的点接触，难以准确判断干涉级次k； ②读数显微镜目镜中的‘十字叉丝’ 不易做到与干涉条纹严格相切。 Dk+m Dk 牛顿环测透镜曲率半径的原理

6. 读数显微镜 读数显微镜由显微镜与移动测量装置组成 显微镜由目镜、分划板和短焦距物镜组成

7. 读数显微镜的成像光路 L f2 f1 △ F1 F1 F2 F2 明视距离 物镜 目镜 叉丝平面 视角放大率： M = 0.25△／f1 f2

8. 显微镜调焦第一步：旋转目镜 F1 F1 F2 F2 F2 F2 F2 F2 使十字叉丝成象在明视距离处 明视距离 物镜 叉丝平面 目镜

9. 显微镜调焦第二步：调节升降螺旋 明视距离 叉丝平面 物镜 目镜 F2 F2 F1 F1 成虚象范围 使物成象在与叉丝象相同的平面上

10. 视差 无视差 共面 叉丝像平面 物像平面 读数显微镜的视差 成因：叉丝与物的象不共面 消除方法：仔细调焦

11. 读数显微镜的空程误差 载物平台或显微镜 螺母 10 5 螺杆 空程误差 螺杆 15 10 螺尺 螺尺 属系统误差，由螺母与螺杆间的间隙造成；消除方法：测量时只往同一方向转动螺尺

12. 用凸—凸透镜组合 牛顿环透镜组合 用凸—凹透镜组合 R1 用凹—凹透镜组合

13. 牛顿环的应用 ◎牛顿环等厚干涉条纹的形状反映了两个光学表明间距变化情况。利用牛顿环可以检测光学球面（或平面）的加工质量。 ◎根据本实验原理，已知曲率半径的牛顿环可测定单色光的波长。 ◎在牛顿环仪的镜面充满透明的液体光学介质，就可以测量其折射率n

14. 实验内容 • 1.启动钠光灯电源。 • 2.调节牛顿环装置。 • 3.前后左后移动读数显微镜，也可轻轻转动镜筒上的 反光玻璃。 直至眼睛看到显微镜视场较亮. • ·4.用显微镜观察干涉条纹。 • 5.调节目镜看清目镜筒中的叉丝 • 6.转动测微鼓轮，使十字叉丝交点接近牛顿环中心. • 7.转动测微鼓轮使叉丝超过第33环，然后倒回到 30环开始读数.依次记录从左30~21, 右21~30各环相对位置读数. 8.计算结果.

15. 实验数据的处理方法 • 逐差法 • 加权平均逐差法 • 最小二乘法 • 作图法

16. 误差的主要来源与分析 1.条纹的定位精度（偶然误差） 定位误差的大小在条纹宽度的1/5~1/10。 解决办法：取级次较高的环进行测量。 2.叉丝不平的影响（系统误差） 显微镜叉丝与显微镜移动方向不平行产生的误差。 解决办法：改直径测量为弦长测量。 3.平凸透镜的不稳定性（偶然误差/系统误差） 由固定螺丝的松紧度不同造成。 解决办法：镜间加很薄的环形垫圈进行固定。