实验十四用CCD成像系统观测牛顿环 “牛顿环”是一种分振幅等厚干涉现象，是光的波动性的一种表现.“牛顿环”在光学 加工中有广泛的应用，例如，利用它可精确地检验光学元件表面的质量，并测试压力与形 变的关系等. CCD(Charge-Coupled Device,电荷耦合器件)在图象传感和非接触测量领域发展迅 速.用CCD观测牛顿环，具有直观，精确度高，图象可保存等优点. 【实验目的】 1.在进一步熟悉光路调整的基础上，用透射光观察等厚干涉现象一牛顿环： 2.学习利用干涉现象测量平凸透镜的曲率半径. 【实验原理】 牛顿环仪是由一块曲率半径较大的平凸透镜放在光学平玻璃上构成，平玻璃表面与凸 透镜球面之间形成一楔形的空气间隙.当用平行光照射牛顿环仪时，在球面与平玻璃接触 点周围就形成了同心圆干涉环—一牛顿环.我们可以用透射光来观察这些干涉环，由于 空气隙的边界表面是弯曲的，干涉环之间的间距是不等的. 图1透射式牛顿环原理图 在图2中，一束光L从左面照在距离为d 的空气楔处.部分光T1在气楔的左面边界反射 回去.部分光T2通过气楔.在气楔的右面边界 有部分光T3反射回来，由于此处是从折射率大 的平玻璃面反射，所以包含一个相位变化.部 AA 分光T4先从气楔右边界反射回来，然后又从气 楔的左面边界反射回来，每一次反射均有一个 MAAAA 相位变化（即半波损失）.图2表示两束光T2 AAA 和T4形成透射干涉的原理.T2和T4的光程差 △为 图2光通过空气楔干涉的图介 8686 实验十四 用 CCD 成像系统观测牛顿环 “牛顿环”是一种分振幅等厚干涉现象，是光的波动性的一种表现．“牛顿环”在光学 加工中有广泛的应用，例如，利用它可精确地检验光学元件表面的质量，并测试压力与形 变的关系等． CCD（Charge-Coupled Device，电荷耦合器件）在图象传感和非接触测量领域发展迅 速．用 CCD 观测牛顿环，具有直观，精确度高，图象可保存等优点． 【实验目的】 1．在进一步熟悉光路调整的基础上，用透射光观察等厚干涉现象——牛顿环； 2．学习利用干涉现象测量平凸透镜的曲率半径． 【实验原理】 牛顿环仪是由一块曲率半径较大的平凸透镜放在光学平玻璃上构成，平玻璃表面与凸 透镜球面之间形成一楔形的空气间隙．当用平行光照射牛顿环仪时，在球面与平玻璃接触 点周围就形成了同心圆干涉环———牛顿环．我们可以用透射光来观察这些干涉环，由于 空气隙的边界表面是弯曲的，干涉环之间的间距是不等的． 在图 2 中，一束光 L 从左面照在距离为 d 的空气楔处．部分光 T1在气楔的左面边界反射 回去．部分光 T2通过气楔．在气楔的右面边界 有部分光 T3反射回来，由于此处是从折射率大 的平玻璃面反射，所以包含一个相位变化．部 分光 T4先从气楔右边界反射回来，然后又从气 楔的左面边界反射回来，每一次反射均有一个 相位变化（即半波损失）．图 2 表示两束光 T2 和 T4 形成透射干涉的原理．T2 和 T4 的光程差 Δ为 d 图 1 透射式牛顿环原理图 L d T2 T1 T3 T2 T3 T4 图 2 光通过空气楔干涉的图介