本实用新型专利技术公开了一种用分光仪测定牛顿环曲率的实验装置，包括将分光仪的望远镜系统重新设计变为显微镜系统，在分光仪载物平台上放置传统的牛顿环仪，单色光源通过分光仪的平行光管获得单色平行光，单色平行光照射到待测曲率半径的牛顿环实验装置上。分光仪的望远镜系统重新设计变为显微镜系统后，可以在分光仪上观测到透射和反射干涉环，因此首次实现了用分光仪可以测定牛顿环曲率的实验，本实用新型专利技术仅改变分光仪的望远镜系统为显微镜系统，利用了分光仪的精密测量系统来做为测定牛顿环曲率的实验装置，使用简单便捷，能够让使用者更好的了解牛顿环仪的透射和反射干涉环，形成了分光计的新的综合设计性实验，给使用者带来更多的知识和体验。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及试验设备
，尤其涉及一种用分光仪测定牛顿环曲率的实验装置。
技术介绍
牛顿环又称“牛顿圈”。在光学上，牛顿环是一个薄膜干涉现象。是牛顿在1675年首先观察到的。将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块玻璃平板上，用单色光照射透镜与玻璃板，就可以观察到一些明暗相间的同心圆环。圆环分布是中间疏、边缘密，圆心在接触点O。从反射光看到的牛顿环中心是暗的，从透射光看到的牛顿环中心是明的。一种光的干涉图样。是牛顿在1675年首先观察到的。将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块玻璃平板上，用单色光照射透镜与玻璃板，就可以观察到一些明暗相间的同心圆环。圆环分布是中间疏、边缘密，圆心在接触点O。从反射光看到的牛顿环中心是暗的，从透射光看到的牛顿环中心是明的。若用白光入射.将观察到彩色圆环。牛顿环是典型的等厚薄膜干涉。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薄膜，当平行光垂直射向平凸透镜时，从尖劈形空气膜上、下表面反射的两束光相互叠加而产生干涉。同一半径的圆环处空气膜厚度相同，上、下表面反射光程差相同，因此使干涉图样呈圆环状。这种由同一厚度薄膜产生同一干涉条纹的干涉称作等厚干涉。牛顿在光学中的一项重要发现就是\牛顿环\。这是他在进一步考察胡克研究的肥皂泡薄膜的色彩问题时提出来的。分光仪是理工科大学生较熟悉的仪器，加一个自制附件后，将实验改在分光仪上做，仪器的调整变得很方便。采用分光仪测量牛顿环曲率，应用回归法或作图法处理数据，均能求出。当实验课时较充余时，可以让学生在分光仪上观测投射和反射光产生干涉条纹。现有的牛顿环实验仪器能做到很好地对牛顿环进行实验，准确测定牛顿环曲率，但没有过在分光仪上对牛顿环进行实验，准确测定牛顿环曲率，给使用者带来很多的不便。本技术首次解决在分光仪上对牛顿环进行实验。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决分光仪测定牛顿环曲率的实验装置现有技术中存在的缺点，而提出的一种测定牛顿环曲率的实验装置。为了实现上述目的，本技术采用了如下技术方案：一种用分光仪测定牛顿环曲率的实验装置，包括分光仪，所述分光仪包括分光仪载物平台、牛顿环仪和玻璃片G，所述分光仪载物平台上放置有牛顿环仪，所述牛顿环仪的上侧放置有玻璃片G，所述分光仪的两侧放置有分光仪望远镜系统T，且将分光仪望远镜系统T重新设计为显微镜系统，所述牛顿环仪G的一侧放置有平行光管L，所述平行光管L远离牛顿环仪G的一侧放置有单色光源装置S，且单色光源装置S与平行光管L平行，所述单色光源装置S的光源点与平行光管L位于一条水平面上，所述分光仪的一侧设有扩展光源装置。优选地，所述分光仪望远镜系统T的一侧安装有凸透镜，且设凸透镜的焦距f＝10.00cm。优选地，所述玻璃片G的高低及倾斜角度为与水平方向成45°角。本技术中，通过采用一个光源进行实验，可以方便使用者进行选择性实验，方便使用者对实验的进行，通过采用分光计进行实验，可以做到更好的实验效果，使得使用者能够得到更好的实验结果，方便使用者进行实验，同时本技术使用简单，操作便捷，可以提供给使用者一个更好的实验过程。当用分光计改装后的望远镜系统观测干涉环时，有式为由上式有：在直角坐标纸上作sin2θm～m关系曲线，从直线的斜率算出当λ＝589.3nm时，可求出R。作图法一般不能给出误差，可用回归法来处理数据。将m视作自变量，相当于xi，而sin2θm相当于yi，将xi和yi的值列表并按要求计算。为求得曲率半径R及其偏差，先必须用回归法求得回归方程y＝a+bx(7-12)的系数a、b，这里令y＝sin2θm，x＝m,斜率为由最小二乘法原理，要使系数a、b满足式y＝a+bx，并且有最佳值，则需要最小，对a，b求偏微商整理(7-14)式得：相关系数在系统误差较小的情况下，应用此方法处理数据，能准确估计测量时引入的偶然误差，从而使所测的值更准确。用透射光方法测定透镜曲率半径时，首先用测节器测定望远镜的基点和焦距，设凸透镜的焦距f＝10.00cm，将设计为一个能观察到干涉环的光学系统。将改装过的望远镜转到T2位置，调节牛顿环、透明玻璃片G，在望远镜中观察到清晰的透射光形成的干涉环，测出干涉环的角位置θm，有：已知波长λ＝589.3nm.求出R值。附图说明图1为本技术提出的一种用分光仪测定牛顿环曲率的实验装置的牛顿环仪结构示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。参照图1，一种用分光仪测定牛顿环曲率的实验装置，包括分光仪，所述分光仪包括分光仪载物平台、牛顿环仪和玻璃片G，所述分光仪载物平台上放置有牛顿环仪，所述牛顿环仪的上侧放置有玻璃片G，所述分光仪的两侧放置有分光仪望远镜系统T，且将分光仪望远镜系统T重新设计为显微镜系统，所述牛顿环仪G的一侧放置有平行光管L，所述平行光管L远离牛顿环仪G的一侧放置有单色光源装置S，且单色光源装置S与平行光管L平行，所述单色光源装置S的光源点与平行光管L位于一条水平面上，所述分光仪的一侧设有扩展光源装置，分光仪望远镜系统T的一侧安装有凸透镜，且设凸透镜的焦距f＝10.00cm，玻璃片G的高低及倾斜角度为与水平方向成45°角，当分光仪望远镜系统T转到T2位置，调节牛顿环仪、玻璃片G，可在分光仪望远镜系统T中观察到干涉环，此时测出干涉环的角位置θm，本技术使用简单便捷，方式使用者进行试验，能够让使用者更好的了解牛顿环，同时更加熟悉分光计的使用者，给使用者带来更多的知识和体验。工作原理：当一曲率半径很大的平凸透镜与一磨光平玻璃板相接触时，在透镜的凸面与平玻璃板之间形成一环状空气薄膜(空气劈尖)。离接触点等距离的地方厚度相同，等厚膜的轨迹是以接触点为中心的圆。若以波长为λ的平行单色光垂直入射到这种装置上，则由空气膜上下两表面反射的光线将互相干涉，形成一系列明、暗相间愈来愈密的同心圆形环纹。工作步骤：1.将仪器安装好，由单色光源装置发出的光经平行光管L后成为平行光(亦可不用平行光而直接使用扩展光源装置)照射到玻璃片G上，使一部分光由玻璃片G反射进入牛顿环仪。先用眼睛在竖直方向观察，调节玻璃片G的高低及倾斜角度(约与水平方向成45°角)，使观察到的干涉环纹处于透镜中央；2.调节望远镜使其对准牛顿环仪，这时望远镜中应出现黄色明亮视场，上下移动镜筒对其进行调焦，使看到的环纹尽可能清晰，并仔细调节牛顿环仪上的三个螺钉，使环纹稳定地位于望远镜视场中央，测量时一般选择暗环纹进行测量，因为暗纹看起来较清楚，望远镜的叉丝最好调节在被测环纹的中心；3.实际测量时，应选择干涉环纹较密而且比较清楚的部分进行测量(一般选择在第10环至第50环的范围内)，先把叉丝的中心对准环纹中心，然后使叉丝慢慢向左(或向右)移动，同时从中心暗斑外第一环纹开始，依次数出环纹数目，不可数错，否则要重测，继续移动叉丝使其越过中心暗斑至右边(或左边)到第一环纹时，又开始数环纹数目。数到第19环纹时，使叉丝与第19环纹相本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用分光仪测定牛顿环曲率的实验装置，包括分光仪，其特征在于，所述分光仪包括分光仪载物平台、牛顿环仪和玻璃片G，所述分光仪载物平台上放置有牛顿环仪，所述牛顿环仪的上侧放置有玻璃片G，所述分光仪的两侧放置有分光仪望远镜系统T，且将分光仪望远镜系统T重新设计为显微镜系统，所述牛顿环仪G的一侧放置有平行光管L，所述平行光管L远离牛顿环仪G的一侧放置有单色光源装置S，且单色光源装置S与平行光管L平行，所述单色光源装置S的光源点与平行光管L位于一条水平面上，所述分光仪的一侧设有扩展光源装置。
【技术特征摘要】
1.一种用分光仪测定牛顿环曲率的实验装置，包括分光仪，其特征在于，所述分光仪包括分光仪载物平台、牛顿环仪和玻璃片G，所述分光仪载物平台上放置有牛顿环仪，所述牛顿环仪的上侧放置有玻璃片G，所述分光仪的两侧放置有分光仪望远镜系统T，且将分光仪望远镜系统T重新设计为显微镜系统，所述牛顿环仪G的一侧放置有平行光管L，所述平行光管L远离牛顿环仪G的一侧放置有单色光源装置S，且单色光源装...
【专利技术属性】
技术研发人员：张皓晶，罗丹，温元斌，徐云冰，张雄，邱旺，许建山，
申请(专利权)人：云南师范大学，
类型：新型
国别省市：云南;53
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