光的等厚干涉-牛頓環實驗裝置

更新時間：2020-02-22

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當一束單色光入射到透明薄膜上時，通過薄膜上下表面依次反射而產生兩束相干光。如果這兩束反射光相遇時的光程差僅取決于薄膜厚度，則同一級干涉條紋對應的薄膜厚度相等，這就是所謂的等厚干涉。

牛頓環所產生的等厚干涉。

實驗儀器：讀數顯微鏡，牛頓環儀，鈉光燈。

實驗原理：

牛頓環裝置是由一塊曲率半徑較大的平凸玻璃透鏡，以其凸面放在一塊光學玻璃平板（平晶）上構成的，如圖1所示。平凸透鏡的凸面與玻璃平板之間的空氣層厚度從中心到邊緣逐漸增加，若以平行單色光垂直照射到牛頓環上，則經空氣層上、下表面反射的二光束存在光程差，它們在平凸透鏡的凸面相遇后，將發生干涉。從透鏡上看到的干涉花樣是以玻璃接觸點為中心的一系列明暗相間的圓環（如圖2所示），稱為牛頓環。由于同一干涉環上各處的空氣層厚度是相同的，因此它屬于等厚干涉。

實驗步驟：

1：觀察牛頓環；

（1）調整牛頓環儀的三個調節螺絲，在自然光照射下能觀察到牛頓環的干涉圖樣，并將干涉條紋的中心移到牛頓環儀的中心附近。調節螺絲不能太緊，以免中心暗斑太大，甚至損壞牛頓環儀。

（2）調整反光鏡，無反射光從下透射上來。

（3）調整鈉光燈和半反射鏡位置，使讀數顯微鏡的目鏡中看到均勻明亮的光場。

（4）正確放置牛頓環儀(切勿讓鏡筒擠壓)。用納光燈垂直照射，經45°反射鏡反射到牛頓環器件上。

（5）調節讀數顯微鏡的目鏡，使十字叉絲清晰、無視差。

（6）調節讀數顯微鏡的物鏡調節螺釘，置鏡筒于低位置，然后，邊觀察邊升高物鏡（物鏡自下而上），直至在目鏡中觀察到清晰的牛頓環。

2：測量16環到20環，26環到30環的直徑。

（1）將目鏡叉絲對準中央暗紋，轉動讀數鼓輪令十字叉絲向右移動，能依次數出暗紋級次(中央為零級)直數到40級。

（2）反向旋轉鼓輪，當叉絲對準第30級暗紋時，記下標尺讀數右30。繼續旋轉鼓輪，分別記下右30至右26，右20至右16共10級暗紋位置。