【牛顿环与等厚干涉】
牛顿环是一种典型的等厚干涉现象，它发生在一块平面玻璃上放置的平凸透镜与平面相接触的空气薄膜中。当平行的准单色光垂直照射到这个空气薄膜时，上表面和下表面反射的光线会在接触点处形成明暗相间的干涉图样，即牛顿环。这些环状的干涉图案是由等厚度的空气膜引起的，因为光在不同厚度的空气膜中反射时产生相位差，从而形成干涉。
**实验目的**
1. 观察和分析等厚干涉现象，理解牛顿环的形成过程。
2. 学习如何利用干涉现象来测量透镜的曲率半径。
3. 掌握读数显微镜的使用，以便进行精确的距离测量。
**实验原理**
在牛顿环实验中，如果知道入射光的波长，并测量出第k级暗环的半径kr，就可以根据公式计算出透镜的曲率半径R。公式为：λ = (mD - nD) / (2 * R)，其中mD和nD分别是通过读数显微镜测量的干涉环的弦长，λ是光波长。这种计算方法可以避免因透镜形变或微尘产生的附加光程差导致的系统误差。
**实验仪器**
实验需要用到JCD3型读数显微镜、牛顿环装置、钠光灯、以及带有三爪式透镜夹和固定滑座的凸透镜。
**实验步骤**
1. **调整测量装置**
- 调整450玻片，使显微镜视场亮度最大，确保入射光垂直于透镜。
- 显微镜对空气薄膜的上表面调焦，观察干涉图样。
- 缓慢上升显微镜筒，避免压坏牛顿环。
- 牛顿环的三个螺丝不能过紧，保持两表面清洁。
2. **观察干涉图样**
- 调整牛顿环仪，使干涉条纹中心接近牛顿环仪中心。
- 将牛顿环仪置于显微镜下方，使单色光源与45°角的反射玻璃等高。
- 调整显微镜的目镜和物镜，消除视差，确保干涉图样清晰可见。
3. **测量牛顿环的直径**
- 选择多个环进行测量，记录其直径。
- 转动测微鼓轮，沿着一个方向测量，避免回程差。
4. **数据处理**
- 使用逐差法处理数据，求出直径平方差的平均值，进而计算透镜曲率半径，并计算误差。
**注意事项**
- 选择合适的环进行测量，避免近中心的宽环影响精度。
- 选择较大的m-n间隔，比如25左右，以提高测量精度。
- 数据读取需从O环开始，再读取5个环以上，最后返回5个环。
- 对准暗纹更准确，便于测量。
- 确保圈纹中心与叉丝或刻度尺对齐，移动显微镜时保持切线关系。
通过这个实验，学生不仅可以深入了解等厚干涉现象，还能掌握测量精密光学元件曲率半径的方法，同时提升使用精密仪器的技能。
