實驗原理等厚干涉射，最后回到原來的媒質(zhì)中，在這里與反射光交迭，發(fā)生相干。只要光源發(fā)出的光束足夠?qū)挘喔晒馐慕坏鼌^(qū)可以從薄膜表面一直延伸到無窮遠(yuǎn)。薄膜厚度相同處產(chǎn)生同一級的干涉條紋，厚度不同處產(chǎn)生不同級的干涉條紋。11牛頓環(huán)測定透鏡的曲率半徑當(dāng)一個曲率半徑很大的平凸透鏡的凸面放在一片平玻璃上時，兩者之間就形成類似劈尖的劈形空氣薄層，當(dāng)平行光垂直地射向平凸透鏡時，由于透鏡下表面所反射的光和平玻璃片上表面所反射的光互相干涉，結(jié)果形成干涉條紋。如果光束是單色光，我們將觀察到明暗相間的同心環(huán)形條紋；如是白色光，將觀察到彩色條紋。這種同心的環(huán)形干涉條紋稱為牛頓環(huán)。本實驗用牛頓環(huán)來測定透鏡的曲率半徑。如圖2。設(shè)在干涉條紋半徑ｒ處空氣厚度為ｅ即：δ=2ｅ＋λ/2 （１）根據(jù)干涉條件，當(dāng)光程差為波長整數(shù)倍時互相加強(qiáng)，為半波長奇數(shù)倍時互相抵消，因此：/2/2/2從上圖中可知：r2=R2-(R-e)2=2Re-e2因Ｒ遠(yuǎn)大于ｅ，故ｅ2遠(yuǎn)小于２Ｒｅ，ｅ2可忽略不計，于是：ｅ＝ｒ2／2Ｒ （３）上式說明ｅ與ｒ的平方成正比，所以離開中心愈遠(yuǎn)，光程差增加愈快，所看到的圓環(huán)也變得愈來愈密。把上面（３）式代入（２）式可求得明環(huán)和暗環(huán)的半徑：r2

2k1R/22k1R/2kR4如果已知入射光的波長λ，測出第ｋ級暗環(huán)的半徑ｒ，由上式即可求出透鏡的曲率半徑Ｒ。但在實際測量中，牛頓環(huán)中心不是一個理想的暗點，而是一個不太清晰的暗斑，無法確切定出ｋ值，又由于鏡面上有可能存在微小灰塵，這些都給測量帶來較大的系統(tǒng)誤差。我們可以通過取兩個半徑的平方差值來消除上述兩種原因造成的誤差。假設(shè)附加厚度為ａ，則光程差為：δ＝2（ｅ＋ａ）＋λ/2=(2ｋ＋1)λ/2即 將（３）式代入得：ｒ2＝ｋＲλ－2Ｒａ （５）取ｍ、ｎ級暗環(huán)，則對應(yīng)的暗環(huán)半徑為ｒ

，ｒ，由（５）式可得：m ｎｒ２＝ｍＲλ－2Ｒａmｒ２＝ｎＲλ－2ＲａnrR m

2rn

(6)(mn)由此可解得透鏡曲率半徑Ｒ為：采用(6)式比采用(4)式能得到更準(zhǔn)確的結(jié)果，又由于環(huán)心不易準(zhǔn)定，所以式(6)要改用直徑ｄ，ｄ來表示：ｍ ｎdR m

2d2n

(7)4(mn)本實驗即采用上式計算透鏡的曲率半徑。劈尖干涉測量薄片厚度3狀決定于劈尖等厚點的軌跡,所以是直條紋。與牛頓環(huán)類似,劈尖產(chǎn)生暗紋條件為2ｅ＋λ/2=(2ｋ＋1)λ/2與k級暗紋對應(yīng)的劈尖厚度e=kλ/2設(shè)薄片厚度d,從劈尖尖端到薄片距離L,相鄰暗紋間距ΔL,則有d=(L/ΔL)/(λ/2)3實驗內(nèi)容（Ⅰ）、利用牛頓環(huán)測定透鏡的曲率半徑1、啟動鈉光燈電源，利用自然光或燈光調(diào)節(jié)牛頓環(huán)裝置，均勻且很輕地調(diào)節(jié)裝置上的三個螺絲，使牛頓環(huán)中心條紋出現(xiàn)在透鏡正中，無畸變，且為最小。2、前后左右移動讀數(shù)顯微鏡，輕輕轉(zhuǎn)動鏡筒上的４５°反光玻璃，使鈉光燈正對45°玻璃。直至眼睛看到顯微鏡視場較亮，呈黃色。3、把牛頓環(huán)裝置放在讀數(shù)顯微鏡的物鏡下，將顯微鏡筒放至最低，然后慢慢升高鏡筒，看到條紋后，來回輕輕微調(diào)，直到在顯微鏡整個視場都能看到非常清晰的干涉條紋，觀察并解釋干涉條紋的分布特征。4、測量牛頓環(huán)的直徑轉(zhuǎn)動目鏡看清目鏡筒中的叉絲，移動牛頓環(huán)裝置，使十字叉絲的交點與牛頓環(huán)中心重合，移動測微鼓輪，使叉絲交點都能準(zhǔn)確地與各圓環(huán)相切，這樣才能正確無誤地測出各環(huán)直徑。在測量過程中，為了避免轉(zhuǎn)動部件的螺紋間隙產(chǎn)生的空程誤差，要求轉(zhuǎn)動測微鼓輪使叉絲超過右邊第３３環(huán)，然后倒回到第３０環(huán)開始讀數(shù)（在測量過程中也不可倒退，以免產(chǎn)生誤差）。在轉(zhuǎn)動鼓輪過程中，每一個暗環(huán)讀X，第２０環(huán)以下，由于條紋太寬，不易對準(zhǔn)，不必讀數(shù)。這樣，在牛頓環(huán)兩側(cè)可讀出２０個位置（環(huán)中心兩側(cè)各個）數(shù)據(jù)，由此可計算出從第２１環(huán)至第３０環(huán)的十個直徑，即：ｄ＝│Xｉ 1－X分別為同一暗環(huán)直徑左右兩端的讀數(shù)。這樣一共１０個直徑數(shù)2 1 2據(jù)，按ｍ－ｎ＝５配成５對直徑平方之差：即：（ｄm2－ｄn

2）。（Ⅱ）、利用劈尖干涉測定微小厚度或細(xì)絲直徑將疊在一起的兩塊平板玻璃的一端插入一個薄片或細(xì)絲，則兩塊玻璃板間即形成一空氣劈尖，當(dāng)用單色光垂直照射時，和牛頓環(huán)一樣，在劈尖薄膜上下兩表面反射的兩束光也將發(fā)生干涉，呈現(xiàn)出一組與兩玻璃板交接線