苏士田

(枣庄学院 机电工程学院,山东 枣庄 277160)

0 引言

光学实验特别是干涉、衍射等相关实验，为了使学生能正确观察实验现象、测量实验数据, 实验中必须给学生讲解仪器的原理和基本操作, 光学实验最大的难点就是讲解时学生无法直观地观察仪器调整过程中出现的现象, 讲解空洞抽象，观察和测量大多通过读数显微镜来实现的，时间一长人眼容易疲劳，不利学生用眼健康.基于这方面问题考虑，将计算机信息技术与CCD技术相结合组成智能化测量系统，取代传统的观测系统，应用到牛顿环实验中，实验中干涉条纹直观地显示在电脑屏幕上, 通过图像分析测量软件可以使学生又快又好地进行观察和数据的测量[1-3].

1 牛顿环实验的光学原理

牛顿环实验装置是由一块曲率半径较大的平凸玻璃透镜, 以其凸面放在一块光学玻璃平板上构成的,平凸透镜的凸球面和玻璃平板之间形成一个厚度均匀变化的圆尖劈形空气楔，如图 1 所示.空气楔厚度从中心到边缘逐渐增加, 若以平行单色光垂直照射到平凸透镜上, 则经空气层上、下表面反射的二光束存在光程差, 当光程差小于光源的相干长度, 它们在平凸透镜的凸面相遇后, 将发生干涉.从平凸透镜上看到的反射光干涉花样是以玻璃接触点为中心的一系列明暗相间的圆环即牛顿环，牛顿环中心是暗的.由于同一半径的圆环处空气层厚度相同，上、下表面反射光程差相同，因……