利用牛顿环装置测量平玻璃折射率
2019-02-13贾小文范海英赵云飞张金凤邱成锋
物理实验 2019年1期
贾小文,范海英,赵云飞,尹 霖,张金凤,邱成锋
(陆军军事交通学院 基础部,天津 300161)
折射率与材料的电磁性质密切相关,是材料的重要光学属性,具有丰富的物理内涵. 测量折射率的方法很多,如利用材料的光学特性定性估计折射率,利用折射定律测量折射率,利用全反射定律测量折射率,利用光的干涉法测量折射率,利用光的反射与透射规律测量折射率,等等. 测量折射率的方法不仅体现了较强的实验技巧,同时也是物理原理和思想在实验中的深刻体现. 牛顿环是一种典型的光的等厚干涉现象,是大学物理中非常典型的实验项目. 实验中常利用牛顿环干涉现象测量透镜的曲率半径,观察劈尖干涉现象. 将干涉装置置于液体中,还可以利用牛顿环测量液体的折射率[1-5]. 本文利用牛顿环装置测量平玻璃折射率,该方法物理过程清楚,操作简单.
1 实验原理
利用牛顿环测量平凸透镜的曲率半径的实验装置如图1所示. 光源(钠黄光)发出的光经半透半反镜反射后,正入射到牛顿环装置. 牛顿环装置由1块平玻璃和1块平凸透镜组成,光线在二者之间形成空气薄膜的上下表面反射后相遇,形成圆形的等厚干涉条纹. 干涉条纹的间距取决于平凸透镜的曲率半径和光源的波长. 通过移测显微镜读出干涉条纹圆环的直径和干涉级次,测出透镜的曲率半径. 如果将牛顿环装置放在液体中,还可以测量液体的折射率[3]. 牛顿环干涉条纹如图……
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