用牛顿环测透镜曲率半径

牛顿环和劈尖属典型的等厚干涉，它们都是由同一光源发出的两束光，分别经过其装置所形成的空气薄膜上、下表面反射后，在上表面相遇产生的干涉现象。利用光的干涉现象可以测量微小角度、很微小长度、微小直径及检测一些光学元件的球面度、平整度、光洁度等。

一、教学目的

1．观察等厚干涉现象，加深对光的波动性的认识；

2．学会使用测量显微镜；

3．学会用牛顿环测球面曲率半径的原理和方法。

二、教学要求

1．提交符合要求的预习报告；

2．实验操作在三小时内完成，操作正确，数据合格；

3．写出合格的实验报告。

三、教学重点和难点

重点：用牛顿环测平凸透镜曲率半径的原理和方法，正确使用测量显微镜。

难点：正确使用测量显微镜；调出清晰规范的牛顿环，正确数环数。

四、测量前的讲解、提示及提醒（约15分钟）

这部分内容师生共同完成，教师边讲解边提问。

1．概述实验原理，简要介绍测量显微镜和牛顿环仪。

提问：①测量公式中各物理量的含义是什么？

②牛顿环是怎样形成的？

③牛顿环的中心应是暗点还是亮点？

④什么叫空回量？实验中应如何避免空回量？

2．讲解测量内容、程序及注意事项。

3．学生自由提问，老师答疑。

五、指导点及指导要点

1．说明正确调节牛顿环仪的方法，牛顿环应居透镜正中，无畸变且最小。

2．指出钠光灯不能反复开启，从实验开始时打开到实验结束时关闭，中途不得关与开。钠光灯打开后，不能马上使用，应等数分钟，待正常发光后，才能开始调显微镜视场。

3．在钠光灯下调显微镜视场时，应强调让钠黄光均匀地充满整个视场，不能在半明半暗状态下调出牛顿环。

4．调出牛顿环的步骤是：先调目镜看清十字叉丝，再调焦距看清牛顿环图象，注意反复调节目镜和物镜“消视差”。

5．对牛顿环调焦距时，强调镜筒只能从下向上调节，不允许反向调节。

6．在牛顿环清晰可辨的前提下，对m和n应选取远离园心的环来进行测量。

7．显微镜十字叉丝的横线虽不必严格调到每道环的中心，但十字叉丝的交点还是应与牛顿环中心大致相合为宜。

8．十字叉丝的垂线切暗环时，应切在每一条纹的正中内。

9．测量进行时，要重点强调：测微鼓轮只能朝一个方向旋转，并指明调测方法，以防出现较大空回误差。

10．测读数据时，要始终沿着一个方向数环数，不能从两个方向读数；要防止漏数环数。

六、写实验报告提示

1．提醒计算曲率半径时，注意统一单位；

2．熟练运用逐差法处理数据的方法；

3．自己导出R的不确定度传播公式；

4．要求评估测量结果并分析误差。