PhysSandbox

Кольца Ньютона: радиус кривизны R

Кольца Ньютона в отражении, воздух, скачок фазы π. Снимите радиусы тёмных колец r_m и найдите скрытый R по фиту r_m² от m.

Университет / научные· 24 мин·Похожий симулятор: Оптика и светКольца Ньютона

Цель работы

Определить R из r_m² = m λ R (контакт, n = 1, тёмный центр). Наклон r² от m равен λ R, значит R = наклон / λ.

Оборудование

  • Плоско-выпуклая линза на стекле
  • Источник 550 нм (известная λ)
  • Измерительный микроскоп

Эксперимент

Теория

Сферическая поверхность на плоском стекле даёт зазор t ≈ r²/(2R). Со скачком фазы π тёмные кольца: 2t = m λ, откуда r_m² = m λ R. Стенд прячет R и не печатает радиус первого кольца.

Ход работы

  1. λ известна (550 нм). Радиус линзы R скрыт. Контакт, воздух, скачок фазы включены.
  2. Выберите порядок m и запишите радиус r_m (мкм) по микроскопу. Добавляется малый шум отсчёта.
  3. Таблица считает r². Повторите для m = 1… не менее 6.
  4. Аппроксимируйте r² (мкм²) от m; R = наклон / (λ · 10¹²) в метрах. Сравните с эталоном.

Вывод

Найденная кривизна согласуется со скрытым R. Основные погрешности: шум микроскопа, параксиальный зазор t ≈ r²/(2R) и идеальный контакт (d₀ = 0).