Question

用牛顿环测量透镜的曲率半径实验原理

Answer 1

用牛顿环测量透镜的曲率半径实验原理如下：

当一曲率半径很大的平凸透镜的凸面与一磨光玻璃板接触时，在透镜的凸面与平玻璃板之间形成一空气薄膜，离接触点等距离的地方厚度相等，等厚膜的轨迹是以接触点为圆心的圆。若单色光从上面垂直照射，则由空气膜上下表面反射的光波将互相产生干涉。

牛顿环仪是由一块曲率半径较大的平凸透镜，和一块光学平面玻璃片所组成的器件。在平凸透镜的凸面与玻璃片之间，有一空气薄层其厚度由中心接触点到边缘逐渐增大。若以平行单色光S垂直照射，则经空气层上下表面反射的两束光线有一光程差。

在平凸透镜凸面相遇后，将发生干涉。用读数显微镜观察，便可以清楚的看到中心为一小暗斑，周围是明暗相间宽度逐渐减小的许多同心圆环。此即等厚干涉条纹。这种等厚环形干涉条纹称为牛顿环。

实验要求：接通钠光源，预热5分钟后，使读数显微镜物镜对准牛顿环的中央部分。调节读数显微镜，看到清楚的明暗条纹，且条纹与叉丝无视差。将牛顿环调整在量程范围内，然后用右手反转副齿轮，将十字叉丝移到右35暗环时再用右手正转，使叉丝开始向左推进，直到纵丝压到第30暗环环纹中央。

记下显微镜读数即该暗环标度X30,再缓慢转动副齿轮，使纵丝依次对准第25、20、15、10等暗环环纹中央，记下每次暗环的标度X25, X20, X15, X10。继续转动副齿轮，使纵丝经过牛顿环中心暗斑到另一方，对准第10～30环，依次记下相应的标度X10，X15， X20，X25，X30。算出相应的暗环直径，再计算R20-10, R25-15, R30-20,最后算出R即可。