Download presentation
Presentation is loading. Please wait.
1
牛頓環實驗 Newton’s Rings Experiment
2
目的 學習使用移測顯微鏡(traveling microscope)，並觀察牛頓環(Newton’s rings)的條紋特徵
利用等厚干涉(equal thickness interference)測量平凸透鏡的曲率半徑 學習以逐差法處理實驗資料的方法
3
牛頓環 在透鏡上看到的干涉條紋為一系列明暗相間的圓環，稱為牛頓環。 同一干涉環上各處的空氣層厚度是相同的，因此屬於等厚干涉。
Wikipedia 在透鏡上看到的干涉條紋為一系列明暗相間的圓環，稱為牛頓環。 同一干涉環上各處的空氣層厚度是相同的，因此屬於等厚干涉。
4
牛頓環透鏡組 經空氣層(d為空氣層厚度)上、下表面反射的兩光束因為波程差而在凸面產生干涉
等厚干涉示意圖(Wikipedia) 空氣層上、下表面反射光 垂直透鏡組入射光 空氣層上、下表面 波程差為波長λ的整數倍,亮紋 波程差(2k+1) λ/2,暗紋 經空氣層(d為空氣層厚度)上、下表面反射的兩光束因為波程差而在凸面產生干涉 暗紋條件為波程差等於半波長的奇數倍(2k+1) λ/2
5
透鏡的曲率半徑 從幾何關係及波程差可得第k級暗環的半徑為rk2 =kRλ
O ：接觸點(中心線相距r處空氣層的厚度為d) Dm與Dn(第m與n條暗紋直徑) 從幾何關係及波程差可得第k級暗環的半徑為rk2 =kRλ 單色光波長λ已知，若直接測一暗環之半徑來求曲率半徑時，誤差往往過大。 取遠離中心兩暗環rm、rn 可得 利用後式可克服確定條紋中心位置的困難 R>>d,可得d=r2/2R 考慮光波在平玻璃板上反射有半波損失λ/2 因此總波程差為Δ=2d+ λ/2 暗環條件Δ=(2k+1)
6
移測顯微鏡 以帶有線型尺規的顯微鏡筒觀察干涉紋,再轉動測微輪移動鏡筒內的標定線分別量測起點與終點,讀取當時線的位置取差值即可獲得移動量(長度)
7
牛頓環的應用 除了計算曲率半徑外，根據牛頓環可能出現的不規則條紋可以推斷出表面有凹凸的地方並根據條紋走向判斷凹凸的方向和程度，若有部分級數圓環模糊不清(表面有漫射)代表表面不光滑。 EX.
Similar presentations
