物理实验牛顿环思考题
实验十九用牛顿环测透镜的曲率半径思考题
六思考题
1. 通过测量计算透镜的曲率半径R时为什么不用（3）式，而用（5）式
答：透镜和玻璃板间的相互挤压，使得中心暗纹不是零级。
因而条纹的级数难以确定。
2. 在牛顿环实验中，假如平板玻璃不是一个光学平面，局部有微小的凸起，则凸起处空气薄膜的厚度将减小，导致等厚干涉条纹发生畸变，试问这时牛顿环纹将局部内凹还是局部外凸为什么
答：向外凸。
等厚干涉的条纹和厚度是一一对应的。
凸起处空气膜的厚度较小，与靠近中心处的空气膜等厚，这些位置处的干涉条纹和凸起处的同级相连。
3. 若纸的厚度增大,则条纹将向什么方向移动，条纹间距如何变化
答：向劈尖移动，间距变小。
1。
大学物理实验（光学部分）思考题
大学物理实验（光学部分）思考题大学物理实验（光学部分）思考题一、《用牛顿环干涉测透镜的曲率半径》实验1、牛顿环实验的主要注意事项有哪些？视差。
竖直叉丝要与测量方向想垂直。
为防止回程误差。
在实验过程中读数显微镜的叉丝始终沿一个方向前进。
干涉环两侧的序数不能出错，要防止仪器瘦震动而引起的误差。
2、牛顿环实验中读数显微镜物镜下方的玻璃片G有何作用？实验时应如何调节？如果G的方向错误将会如何？3、哪些情况会使干涉条纹的中心出现亮斑？牛顿环接触点上有灰尘或者油渍。
在薄膜厚度为半波长的半整数倍什么情况下是亮的4、牛顿环实验中读数显微镜载物台下方的反光镜要作如何调节？为什么？关掉、因为本实验不需要光源从下射入。
5、牛顿环仪为什么要调节至松紧程度适当？太紧。
透镜将发生形变，测得的曲率半径将偏大，太松。
受震动时，接触点会跑动。
无法实验。
6、视差对实验结果有何影响？你是如何消除视差的？视差的存在会增大标尺读数的误差若待测像与标尺（分划板）之间有视差时，说明两者不共面，应稍稍调节像或标尺（分划板）的位置，并同时微微晃动眼睛，直到待测像与标尺之间无相对移动即无视差。
7、在实验过程中你是如何避免回程误差的？显微镜下旋后再上旋，由于齿轮没有紧密咬合，造成刻度出现偏差。
避免回程误差就是说一次测量内只能一直向上或向下二、《用掠入射法测定液体的折射率》实验1、分光计的调节主要分为哪些步骤？2、分光计的望远镜应作何调节？3、分光计为什么要设置两个游标？测量之前应将刻度盘及游标盘作何调节？为什么？4、用分光计测定液体的折射率实验，有哪些注意事项？5、调节分光计时，请说明三棱镜应如何如何放置，为什么要这样做？6、用分光计测量液体的折射率的过程中，哪些部件（或器件）应固定不能动？7、分光计的调节要求是什么?。
大学物理实验c思考题部分答案2
物体密度测量1、用天平称得物体在空气中的质量为M ，若手提物体全部浸没在水中（水的密度 0ρ）时的质量为m ，则此时电子天平显示的数值是多少？如果手不提着物体，让物体沉入水中，此时电子天平显示的数值又是多少？(假设烧杯及水的质量为M 0) 10%答：若手提物体时：M 0+(M-m) （5分）手不提着物体时：M 0+M （5分）2、用数字显示仪表（如电子天平）测量物理量时，连续记下一定时间间隔的各个显示值。
如各个显示值不同是否为偶然误差？如各个显示值相同是否认为没有误差。
10%答：如各个显示值不同是为偶然误差。
（5分）如各个显示值相同不能认为没有误差。
（5分）扭摆法测物体转动惯量1、物体的转动惯量与哪些因素有关？ 10%答：转动惯量与物体质量、转轴的位置和质量分布(即形状、大小和密度分布)有关。
(10分)2、实验过程中要进行多次重复测量对每一次摆角应做如何处理？ 10%答：为了降低实验时由于摆动角度变化过大带来的系统误差，在测定各种物体的摆动周期时，摆角不宜过小、也不宜变化过大，整个测量过程宜使摆角在90０左右。
(10分)静电场描绘1、用电流场模拟静电场的条件是什么？ 10%答：几何形态完全一样，物理表达式一样，边界条件一样。
（10分）2、如果电源电压Ua 减小一倍，等位线和电力线的形状是否发生变化？电场强度和电位分布是否发生变化？为什么？ 10%答：如果电源电压Ua 减小一倍，等位线和电力线的形状没有发生变化。
（3分）电场强度和电位分布发生变化。
（3分） 因为根据物理表达式rr r uE a ba r 1ln ∙=，可以得出同一位置电场强度也减小一倍，等电位分布也变得更稀疏。
（4分）惠斯登电桥研究1、电桥灵敏度是否越高越好？哪些量关系到电桥灵敏度 ？答：不是。
与电桥灵敏度S 相关的物理量有：电源电压大小、桥臂电阻大小、桥臂电阻大小分配比例、监测仪表的灵敏度和内阻。
2、惠斯登电桥不能应用于测量低值电阻的原因是什么？不能应用于测量高值电阻的原因又是什么？答：对于低电阻，由于存在数字电压表的输入阻抗、接触电阻和导线电阻，使得测量电阻失去准确性；对于高电阻，由于测量电阻越高，则电桥的总电阻越大，则电流越小。
大学物理实验 部分思考题答案
实验八用拉脱发测定液体的表面张力系数1. 对公式，是要在水面与金属表面的接触角趋于0时满足的，即在金属框恰好脱离液体前。
公式中的重力是金属框和它所粘附的液体的总重量，但在公式中我们忽略了水对框架的浮力和水膜的重量。
2. “三线对齐”是因为朱利秤的下端是固定的，上端为自由端，因而我们在用朱利秤测量弹簧的伸长时也要固定弹簧的下端，这样才能在朱利秤上读到弹簧的伸长量。
“三线对齐”中的三线是指小镜子上的水平线和玻璃罐上的水平线以及玻璃罐上的水平线在小镜子里成的像。
实验十牛顿环干涉现象的研究和测量思考题1. 牛顿环实验中，假如平玻璃板上有微小的凸起，则凸起处空气薄膜厚度变小，这时的牛顿环是局部外凸的，因为在平玻璃板上的突起位置的空气薄膜厚度变小，此点的光程差也就变小，那么此级暗条纹的光程差都要比该点的大，因而该级暗条纹就会饶向外面一级的位置，这时表现出此暗条纹就要外凸。
2. 用白光照射时，我们是可以看到牛顿环干涉条纹的，而且是以赤橙黄绿蓝靛紫这样的顺序依次排列，只是在偏离中心位置越远，条纹级数之间会重叠越厉害。
实验十二迈克耳逊干涉仪数据处理参见P19的内容。
思考题1．图形见书P115。
2．所以条纹变密。
实验十三超声波在空气中传播速度的测定数据处理中相对误差的有效位数参见P19的内容。
思考题1. 因为在测量过程中，我们要想在两个换能器之间形成驻波，就一定要求S1发出的波和经S2发射的波是同频率，同振幅，而且是传播方向相反并在一条直线上，这就要求两个换能器的发射面要保持相互平行。
2. 略。
3. 用“逐差法”处理数据是为了更充分地，最大限度地利用所测得的数据，保持多次测量的优点，减少测量误差。
实验十四密立根油滴实验数据处理表格1中最后要求的量是表格中的量求了平均以后的值，比如量中的应该是对表格中的求5次测量的平均值。
而这其中的相对误差的表示参见P19。
思考题1. 选择平衡点压在250V左右，新仪器在12s-24s时间内匀速下降1.6mm的油滴（旧仪器在15s-30s时间内匀速下降2mm的油滴）的原因是在这个范围内的油滴体积不大，带的电量也不是很多，因而在下降时的速度不是很快，下降的时间就比较容易测准确，而且这样的油滴也不是很小，不会因为太小而作布朗运动。
牛顿环实验思考题
实验十五用牛顿环测量球面的曲率半径课后思考题一．等厚干涉的特征等厚干涉：是由平行光入射到厚度变化均匀、折射率均匀的薄膜上、下表面而形成的干涉条纹．薄膜厚度相同的地方形成同条干涉条纹，故称等厚干涉．牛顿环和楔形平板干涉都属等厚干涉．光路图：特征：1.干涉条纹的级数序列：薄膜越厚，级数越高。
2.相邻条纹的间距：正比于波长，并且入射光的入射角愈大则条纹的间隔愈大。
越靠近接触点，相邻条纹的间隔愈大比如劈尖干涉为明暗条纹均匀分布的直条纹；牛顿环为明暗相间内疏外密的圆环纹。
3.干涉条纹的移动规律：增加薄膜厚度，条纹向楞点方向移动。
4.白色光投射到牛顿环上时u，可见中心为暗斑，而外围有彩色的几个环状条纹。
二．测波长的方法（1）牛顿环测量法；在牛顿环试验中，透镜的曲率半径设为R，则对于第k 级条纹，根据光的干涉条件，它应该满足一个等式，也就是λ。
其中D就是第k 级条纹的直径。
只要用牛顿环仪器测出条纹直径，就可以通过这个公式求出波长。
（2）单色仪测量法；器材：单色仪定标的仪器和单色光源。
原理：主光线在棱镜上的入射和出射总是满足最小偏向条件。
从而单色仪可出设单色光，且出射的单色光波长与鼓轮示数対应。
完成单色仪定标后，令待测光源入射，找到出射时的鼓轮读数即可通过定标曲线确定其波长。
（3）小型棱镜射谱仪法；器材:射谱仪、低压汞灯、电弧电源、底片、显影液、定影液、应谱仪。
原理：利用哈德曼光阑把已知铁谱线和待测谱线拍摄在同一底片上，然后于标准铁谱线对照，利用内插法便可计算出光波长。
说明：这种方法基于色散是线性的，存在系统误差。
实验时应选尽量接近的铁谱线进行估算。
（4）杨氏双缝干涉法；器材：光具座、底片夹、单缝、双缝、测微观察屏、测量显微镜、待测光源。
原理：杨氏双缝干涉原理：双缝干涉的两个相邻亮（暗）条纹的距离△x与波长λ、双缝的间距d及双缝到屏的距离L满足Δx=λz/d。
（5） 双棱镜分光干涉法；器材：光具座、双棱镜、扩束透镜及镜架、成像透镜、测微透视观察屏、卷尺、待测光源等。
牛顿环思考题及答案
牛顿环思考题及答案 Final approval draft on November 22, 2020（1）牛顿环的中心在什么情况下是暗的，在什么情况下是亮的中心处是暗斑，这是因为中心接触处的空气厚度，而光在平面玻璃面上反射时有半波损失，所以形成牛顿环中心处为暗斑(用反射光观察时)。
当没有半波损失时则为亮斑。
（2）实验中为什么用测量式关系式求出R 值因为用后面个关系式时往往误差较大，原因在于凸面和平面不可能是理想的点接触，接触压力会引起局部形变，使接触点成为一个圆面，干涉环中心为一暗斑，所以无法确定环的几何中心。
所以比较准确的方法是测量干涉环的直径。
测出个对应k 环环直径Dk ，由rk 2 =k λR 可知Dk 2=4R λk,又由于灰尘等存在，是接触点的dk ≠0，其级数也是未知的，则是任意暗环的级数和直径Dk 难以确定，故取任意两个不相邻的暗环，记其直径分别为Dm 和Dn(m>n),求其平方差即为Dm2-Dn2=4(m-n)R λ,则R=(Dm2-Dn2)/4(m-n) λ(3) 在本实验中若遇到下列情况，对实验结果是否有影响为什么①牛顿环中心是亮斑而非暗斑。
②测各个D m 时，叉丝交点未通过圆环的中心，因而测量的是弦长而非真正的直径。
1. 环中心出现亮斑是因为球面和平面之间没有紧密接触（接触处有尘埃，或有破损或磨毛），从而产生了附加光程差。
这对测量结果并无影响（可作数学证明）。
2.( 提示：从左图A ，看能否证明:2222n m n m D D d d -=-) 没有影响.可能的附加光程差会导致中心不是暗点而是亮斑,但在整个测量过程中附加光程差是恒定的,因此可以采用不同暗环逐差的方式消除 （4）在测量过程中，读数显微镜为什么只准单方向前进，而不准后退会产生回程误差，即测量器具对同一个尺寸进行正向和反向测量时，由于结构上的原因，其指示值不可能完全相同，从而产生误差.图A图B。
大学物理实验 部分思考题答案
实验八用拉脱发测定液体的表面张力系数1.对公式, 是要在水面与金属表面的接触角趋于0时满足的, 即在金属框恰好脱离液体前。
公式中的重力是金属框和它所粘附的液体的总重量, 但在公式中我们忽略了水对框架的浮力和水膜的重量。
2.“三线对齐”是因为朱利秤的下端是固定的，上端为自由端，因而我们在用朱利秤测量弹簧的伸长时也要固定弹簧的下端，这样才能在朱利秤上读到弹簧的伸长量。
“三线对齐”中的三线是指小镜子上的水平线和玻璃罐上的水平线以及玻璃罐上的水平线在小镜子里成的像。
实验十牛顿环干涉现象的研究和测量思考题1.牛顿环实验中, 假如平玻璃板上有微小的凸起, 则凸起处空气薄膜厚度变小, 这时的牛顿环是局部外凸的, 因为在平玻璃板上的突起位置的空气薄膜厚度变小, 此点的光程差也就变小, 那么此级暗条纹的光程差都要比该点的大, 因而该级暗条纹就会饶向外面一级的位置, 这时表现出此暗条纹就要外凸。
2.用白光照射时，我们是可以看到牛顿环干涉条纹的，而且是以赤橙黄绿蓝靛紫这样的顺序依次排列，只是在偏离中心位置越远，条纹级数之间会重叠越厉害。
实验十二迈克耳逊干涉仪数据处理参见P19的内容。
思考题1. 图形见书P115。
2.所以条纹变密。
实验十三超声波在空气中传播速度的测定数据处理中相对误差的有效位数参见P19的内容。
思考题1.因为在测量过程中, 我们要想在两个换能器之间形成驻波, 就一定要求S1发出的波和经S2发射的波是同频率, 同振幅, 而且是传播方向相反并在一条直线上, 这就要求两个换能器的发射面要保持相互平行。
2.略。
3.用“逐差法”处理数据是为了更充分地，最大限度地利用所测得的数据，保持多次测量的优点，减少测量误差。
实验十四密立根油滴实验数据处理表格1中最后要求的量是表格中的量求了平均以后的值, 比如量中的应该是对表格中的求5次测量的平均值。
而这其中的相对误差的表示参见P19。
思考题1.选择平衡点压在250V左右, 新仪器在12s-24s时间内匀速下降1.6mm的油滴（旧仪器在15s-30s时间内匀速下降2mm的油滴）的原因是在这个范围内的油滴体积不大, 带的电量也不是很多, 因而在下降时的速度不是很快, 下降的时间就比较容易测准确, 而且这样的油滴也不是很小, 不会因为太小而作布朗运动。
牛顿环思考题
一．等厚干涉的特点：等厚干涉是薄膜干涉的一种。
当薄膜层的上下表面有一很小的倾角时，从光源发出的光经上下表面反射后在上表面附近相遇时产生干涉，并且厚度相同的地方形成同一干涉条纹，这种干涉就叫等厚干涉,与接触点等距离处空气厚度是相同的。
二．关于牛顿环的发现：牛顿曾致力于颜色的现象和光的本性的研究。
1666年，他用三棱镜研究日光，得出结论：白光是由不同颜色（即不同波长）的光混合而成的，不同波长的光有不同的折射率。
在可见光中，红光波长最长，折射率最小；紫光波长最短，折射率最大。
牛顿的这一重要发现成为光谱分析的基础，揭示了光色的秘密。
牛顿还曾把一个磨得很精、曲率半径较大的凸透镜的凸面，压在一个十分光洁的平面玻璃上，在白光照射下可看到，中心的接触点是一个暗点，周围则是明暗相间的同心圆圈。
后人把这一现象称为“牛顿环”。
他创立了光的“微粒说”，从一个侧面反映了光的运动性质，但牛顿对光的“波动说”并不持反对态度。
牛顿设计并进行了“牛顿环”实验，研究了薄膜干涉问题，从而发现了“牛顿环”现象．牛顿亲自制造了仪器进行实验，他把一块平凸透镜放在一块双凸透镜上面，使平凸透镜的平面向下，然后慢慢压紧，围绕中心便陆续冒出各种颜色的圆环；如果使上面的平凸透镜慢慢抬起离开下面的双凸透镜，则带有颜色的圆环又在中心相继消失，这就是著名的“牛顿环”现象．牛顿还发现色环的颜色有一定的排列次序；当压紧两透镜时，色环的直径会不断增大，其周边的宽度则减小，若是抬起上面的透镜，色环的直径就会缩小，其周边的宽度则增大．牛顿还测量了环的半径，发现它和透镜的曲率半径、空气膜的厚度有一定关系．“牛顿环”现象实际上是两束光发生“干涉”的结果．但是由于牛顿是倾向于光的微粒说的观点，因此对这种光的波动性的表现没有作进一步的实验探索和理论研究．三．测量波长的方法1.双棱镜测量光波的波长如果两列频率相同的光波沿着几乎相同的方向传播，并且它们的相位差不随时间而变化，那么在两列光波相交的区域，光强分布是不均匀的，而是在某些地方表现为加强，在某些地方表现为减弱（甚至可能为零），这种现象称为光的干涉。
牛顿环思考题及答案
牛顿环思考题及答案文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）（1）牛顿环的中心在什么情况下是暗的，在什么情况下是亮的中心处是暗斑，这是因为中心接触处的空气厚度，而光在平面玻璃面上反射时有半波损失，所以形成牛顿环中心处为暗斑(用反射光观察时)。
当没有半波损失时则为亮斑。
当有半波损失时为暗纹，没有半波损失时为亮纹。
（2）实验中为什么用测量式式求出R值因为用后面个关系式时往往误差较大，原因在于凸面和平面不可能是理想的点接触，接触压力会引起局部形变，使接触点成为一个圆面，干涉环中心为一暗斑，所以无法确定环的几何中心。
所以比较准确的方法是测量干涉环的直径。
测出个对应k环环直径Dk，由rk 2 =kλR可知Dk 2=4Rλk,又由于灰尘等存在，是接触点的dk≠0，其级数也是未知的，则是任意暗环的级数和直径Dk难以确定，故取任意两个不相邻的暗环，记其直径分别为Dm和Dn(m>n),求其平方差即为Dm2-Dn2=4(m-n)Rλ,则R=(Dm2-Dn2)/4(m-n) λ(3) 在本实验中若遇到下列情况，对实验结果是否有影响为什么①牛顿环中心是亮斑而非暗斑。
②测各个D m时，叉丝交点未通过圆环的中心，因而测量的是弦长而非真正的直径。
1. 环中心出现亮斑是因为球面和平面之间没有紧密接触（接触处有尘埃，或有破损或磨毛），从而产生了附加光程差。
这对测量结果并无影响（可作数学证明）。
2.( 提示：从左图A ，看能否证明:2222n m n m D D d d -=-) 没有影响.可能的附加光程差会导致中心不是暗点而是亮斑,但在整个测量过程中附加光程差是恒定的,因此可以采用不同暗环逐差的方式消除（4）在测量过程中，读数显微镜为什么只准单方向前进，而不准后退会产生回程误差，即测量器具对同一个尺寸进行正向和反向测量时，由于结构上的原因，其指示值不可能完全相同，从而产生误差.图A图。
物理实验思考题答案
一．用牛顿环测透镜曲率半径1．如果将纳光灯换为白光光源,所看到的牛顿还将会有什么特点?所看到的牛顿环中间仍是暗斑,但暗斑往外形成彩纹,由于白光光源有不同波长的单色光组成,所以相干的光程差不同.2为什么说读数显微镜测量的是牛顿环的直径,而不是牛顿环放大像的直径?因为在测量时被放大牛顿环直径时,显微镜内的叉丝(即标尺)也放大,移动叉丝测量的直径为所得直径. 3.为何牛顿环不一样宽,而且随技术增加而减少?怎样可测准D?由于牛顿环上透镜是球面，下透镜是平面，所以靠近中间位置空气膜比较薄，因此光程差小，所以中间条纹宽，而边缘处相反。
牛顿环明环半径r 明 =2)12(入R k ，暗环半径r 暗=入kR从左往右再从右往左测直径D,多次测量取平均值二．迈克尔逊干涉议测光波波长怎么利用迈克尔逊干涉仪测量透明介质的折射率？现就假如已知某透明介质的厚度，要测该透明介质的折射率，我们可以通过以下步骤来实现： ①以钠光为光源调出等倾干涉条纹。
②移动M2镜，使视场中心的视见度最小，记录M2镜的位置；在反射镜前平行地放置玻璃薄片，继续移动M2镜，使视场中心的视见度又为最小，再记录M2镜位置，连续测出6个视见度最小时M2镜位置。
③用逐差法求光程差Δ d 的平均值，再除以该透明介质得厚度，就是折射率 等倾干涉：干涉条纹是一系列与不同倾角θ（出或入射角）相对应的明暗相间的同心圆环条纹等厚干涉：干涉条纹是明暗相间的直条纹1.原理：P96图形调节M1向前或后平移λ/2距离时，可观察到干涉条纹平移过一条，所以，视场中移动的条纹数目ΔN 与M1移动的距离有以下关系：Δd=ΔN λ/2,由移动数ΔN 及M1移动距离Δd ，可得λ=2Δd/ΔN.2.怎样得到等厚干涉条纹？仔细调节平面镜，使其稍许倾斜，转动螺旋，使弯曲条纹向圆心方向移动，可观察到陆续出现一些直条纹，即等厚干涉条纹。
三．光栅衍射光谱及光波波长的测定1. 试分析光栅衍射光谱变化的特点和规律当入射光线为平行单色光是，得到明暗相同的衍射条纹,明条纹很窄,相邻明条纹见的暗区间的暗区很宽,当入摄光为白光时,中央零放明纹们为白光.其两册则形成各种颜色条纹的光谱,不同波长由短到长的次序自中央向外侧依次分开排列,形成由紫到红对称排列的彩色光带.2.实验中狭缝太宽或太窄时将会出现什么现象?为什么?狭缝太宽最终也只会形成白光,由衍射形成条件,当光波波长比缝大得多才能明显衍射;由光栅公式(a+b)sinφ=kλ可知狭缝太窄则给人一种形成单色光的感觉,因为光强太弱,而没有射条纹.四．偏振光分析1.研究光的偏振物性有何意义?有哪些实际应用?研究光的偏振性质可以把它用于各个领域,例如利用偏振光读出光盘记录的信息;利用偏振光放立体电影和做糖度计;利用偏振光分析物质内部产生的应力的光弹性学;利用偏振光的反射研究表面状态等.由于偏振光具有包括偏振方向在内的更多的信息,偏振光可作为高效信息的传输和测试手段,而用计算机进行控制处理,又能将复杂的偏振光通过计算机界面直观地显示出来2.如果在互相正交的偏振片P1.P2中间插入一块λ/2片,使其光轴与起偏器P1的偏振化方向平行,那么,透过检偏器P2的光是亮的还是暗的?为什么?将检偏器P2转动90度后光是亮的还是暗的?为什么?a 暗的，没有设变振的方向b 暗的，相当于180度夹角，振动方向还是一样。
物理实验牛 顿 环
牛 顿 环[预习思考题]1、测量暗环直径时尽量选择远离中心的环来进行，为什么？答：由于牛顿环的环间距随着半径的增大而逐渐减小，而且中心变化快，边缘变化慢（可作数学证明），因此，选择边缘部分，即圆环变化比较慢且大致看成是均匀变化的部分进行测量，是比较合理的。
2、正确使用测量显微镜应注意哪几点？答：① 用调焦手轮对被测件进行调焦时，应先从外部观察，使物镜镜筒下降接近被测件，然后眼睛才能从镜中观察。
旋转调焦手轮时，要由下向上移动镜筒；② 防止空程误差。
在测量时应向同一方向转动测微鼓轮，让十字叉丝垂线和各目标对准。
若移动叉丝超过了目标时，应多退回一些，再重新向同一方向移动叉丝，完成测量。
③ 要正确读数。
3、试述用劈尖测薄纸厚度的主要步骤。
答：① 将薄纸夹入两块光学平玻璃之间，形成一空气劈尖；② 将劈尖放到读数显微镜载物台上，调节出清晰的干涉条纹； ③ 测出n （=20）条暗纹的长度x n 和厚为d 处纸片边缘暗纹到劈棱（两玻片交界棱边）的距离L ，则薄纸厚度：d=nL λ2x n。
[实验后思考题]1、牛顿环中心为什么是暗斑？如中心出现亮斑作何解释？对实验结果有影响吗？答：在凸透镜和平玻片的接触处e K =0,δ=π2，故牛顿环中心为暗斑。
环，222)21(OA S r m m =-，222)21(OA S r n n =-中心出现亮斑是因为球面和平面之间没有紧密接触（接触处有尘埃，或有破损或磨毛），从而产生了附加光程差。
这对测量结果并无影响（可作数学证明）。
2、测暗环直径时(见下图)，若十字叉丝的交点未通过圆环的中心，可能所测长度非真正的直径而是弦长，这对实验结果有影响吗？试证明之。
证明：得 r m 2- r n 2 =14(S m 2-S n 2), 故 D m 2- D m 2= S m 2-S n 2。
证明说明，以弦长代替直径，对测量结果没有影响。
3、为什么牛顿环的间距靠近中心的要大于靠近边缘的？答：见下图，设牛顿环的间距为 t Ｋ、t Ｋ＋１、t Ｋ＋２、……；又 h K =h K+1=h K+2=……λ2；从图中可知： t Ｋ＝h K tg θＫ ＝λ ２tg θＫt Ｋ＋１＝h K ＋１ tg θＫ＋１ ＝λ ２tg θＫ＋１ t Ｋ＋２＝h K ＋２ tg θＫ＋２ ＝λ ２tg θＫ＋２…………又 θＫ＜θＫ＜θＫ＜……，故 t Ｋ＞t Ｋ+1＞t Ｋ+2＞……，另，t ＝λ ２tg θ ，∴dt d θ =λ ２ (-csc 2θ)，在０＜θ＜π ２区间内 ，c sc θ为递减函数，故牛顿环的间距随环半径的增加而逐渐减小。
牛顿环思考题
⽜顿环思考题1．等厚⼲涉的特征：等厚⼲涉是因为平⾏光⼊射到厚度有变化的薄膜上、下表⾯⽽形成的⼲涉条纹．薄膜厚度相同的地⽅形成相同级数的明暗⼲涉条纹，故称等厚⼲涉。
条纹特点是对于劈尖⼲涉，条纹是明暗相间的平⾏的等间距的⼲涉条纹。
如果是⽜顿环，⼲涉条纹则是不等间距的环状条纹。
2．测λ的⽅法1）分光计测量光波波长当⼀束平⾏光垂直⼊射到光栅上，产⽣⼀组明暗相间的衍射条纹，原理如图所⽰，其夫朗和费衍射主极⼤下式决定：dsin Φ= m λ (9 — 1)式中：d ：光栅常数 d = a + b θ：衍射⾓ m ：主极⼤级次 m = 0 ， 1， 2 此式称光栅⽅程由（9 — 1）式得：由此可以看出：只要测出任意级次的某⼀条光谱线的衍射⾓，即可计算出该光波长。
2）⽤双缝⼲涉测量光的波长如图所⽰，电灯发⽣的光，经过滤光⽚后变成单⾊光，再经过单缝S 时发⽣衍射，这时单缝S 相当于⼀单⾊光源，衍射光波同时到达双缝S1和S2之后，再次发⽣衍射，S1、S2双缝相当于⼆个步调完全⼀致的单⾊相⼲光源透过S1、S2双缝的单⾊光波在屏上相遇并叠加，S1、S2到屏上P 点的路程分别是rl 、r2，两列光波传到P 的路程差Δr=21r r ，设光波波长为λ。
(1)若Δr=nλ (n=0，±1，±2，…)，两列波传到P 点同相，互相加强，出现明条纹．(2)若Δr=(2n -1)λ (n=±1，±2，±3，…)，两列波传到P 点反相，互相减弱，出现暗纹．这样就在屏上得到了平⾏于双缝S1、S2的明暗相间的⼲涉条纹．相邻两条明条纹间的距离Δx 与⼊射光波长λ，双缝S1、S2间距离d 及双缝与屏的距离L 有关，其关系式为：Δx=d Lλ，由此，只要测出Δx 、d 、L 即可测出波长λ．3）双棱镜测量光波波长菲涅⽿双棱镜（简称双棱镜）实际上是⼀个顶⾓极⼤的等腰三棱镜，如图1所⽰。
它可看成由两个楔⾓很⼩的直⾓三棱镜所组成，故名双棱镜。
实验十九-用牛顿环测透镜的曲率半径-思考题
实验⼗九-⽤⽜顿环测透镜的曲率半径-思考题实验⼗九-⽤⽜顿环测透镜的曲率半径-思考题实验⼗九⽤⽜顿环测透镜的曲率半径思考题光的⼲涉是光的波动性的⼀种表现。
若将同⼀点光源发出的光分成两束，让它们各经不同路径后再相会在⼀起，当光程差⼩于光源的相⼲长度，⼀般就会产⽣⼲涉现象。
⼲涉现象在科学研究和⼯业技术上有着⼴泛的应⽤，如测量光波的波长，精确地测量长度、厚度和⾓度，检验试件表⾯的光洁度，研究机械零件内应⼒的分布以及在半导体技术中测量硅⽚上氧化层的厚度等。
⽜顿环、劈尖是其中⼗分典型的例⼦，它们属于⽤分振幅的⽅法产⽣的⼲涉现象，也是典型的等厚⼲涉条纹。
【实验⽬的】1.观察和研究等厚⼲涉现象和特点。
2.学习⽤等厚⼲涉法测量平凸透镜曲率半径和薄膜厚度。
3.熟练使⽤读数显微镜。
4.学习⽤逐差法处理实验数据的⽅法。
【实验仪器】测量显微镜，钠光光源，⽜顿环仪，⽜顿环和劈尖装置。
图1 实验仪器实物图【实验原理】1.⽜顿环“⽜顿环”是⼀种⽤分振幅⽅法实现的等厚⼲涉现象，最早为⽜顿所发现。
为了研究薄膜的颜⾊，⽜顿曾经仔细研究过凸透镜和平⾯玻璃组成的实验装置。
他的最有价值的成果是发现通过测量同⼼圆的半径就可算出凸透镜和平⾯玻璃板之间对应位置空⽓层的厚度；对应于亮环的空⽓层厚度与1、3、5…成⽐例，对应于暗环的空⽓层厚度与0、2、4…成⽐例。
但由于他主张光的微粒说（光的⼲涉是光的波动性的⼀种表现）⽽未能对它作出正确的解释。
直到⼗九世纪初，托马斯．杨才⽤光的⼲涉原理解释了⽜顿环现象，并参考⽜顿的测量结果计算了不同颜⾊的光波对应的波长和频率。
⽜顿环装置是由⼀块曲率半径较⼤的平凸玻璃透镜，将其凸⾯放在⼀块光学玻璃平板（平晶）上构成的，如图2所⽰。
平凸透镜的凸⾯与玻璃平板之间形成⼀层空⽓薄膜，其厚度从中⼼接触点到边缘逐渐增加。
若以平⾏单⾊光垂直照射到⽜顿环上，则经空⽓层上、下表⾯反射的⼆光束存在光程差，它们在平凸透镜的凸⾯相遇后，将发⽣⼲涉。
牛顿环思考题及答案
（1）牛顿环的中心在什么情况下是暗的，在什么情况下是亮的？中心处是暗斑，这是因为中心接触处的空气厚度，而光在平面玻璃面上反射时有半波损失，所以形成牛顿环中心处为暗斑(用反射光观察时)。
当没有半波损失时则为亮斑。
当有半波损失时为暗纹，没有半波损失时为亮纹。
（2）实验中为什么用测量式 λ)(422n m D D R n m --=，而不用更简单的λK r R k 2=函数关系式求出R 值？因为用后面个关系式时往往误差较大，原因在于凸面和平面不可能是理想的点接触，接触压力会引起局部形变，使接触点成为一个圆面，干涉环中心为一暗斑，所以无法确定环的几何中心。
所以比较准确的方法是测量干涉环的直径。
测出个对应k 环环直径Dk ，由rk 2 =k λR 可知Dk 2=4R λk,又由于灰尘等存在，是接触点的dk ≠0，其级数也是未知的，则是任意暗环的级数和直径Dk 难以确定，故取任意两个不相邻的暗环，记其直径分别为Dm 和Dn(m>n),求其平方差即为Dm2-Dn2=4(m-n)R λ,则R=(Dm2-Dn2)/4(m-n) λ(3) 在本实验中若遇到下列情况，对实验结果是否有影响？为什么？①牛顿环中心是亮斑而非暗斑。
②测各个D m 时，叉丝交点未通过圆环的中心，因而测量的是弦长而非真正的直径。
1. 环中心出现亮斑是因为球面和平面之间没有紧密接触（接触处有尘埃，或有破损或磨毛），从而产生了附加光程差。
这对测量结果并无影响（可作数学证明）。
2.( 提示：从左图A ，看能否证明:2222n m n m D D d d -=-)没有影响.可能的附加光程差会导致中心不是暗点而是亮斑,但在整个测量过程中附加光程差是恒定的,因此可以采用不同暗环逐差的方式消除 （4）在测量过程中，读数显微镜为什么只准单方向前进，而不准后退？会产生回程误差，即测量器具对同一个尺寸进行正向和反向测量时，由于结构上的原因，其指示值不可能完全相同，从而产生误差. d d mDnDmh r n r m n 图A Rd n =1 H 图B。
牛顿环实验思考题(共10篇)
牛顿环实验思考题(共10篇)牛顿环实验思考题（一）: 牛顿环实验思考题1.牛顿环实验中,如果要得到等间距的干涉条纹,可采取哪些措施2.在牛顿环实验中,假如平板玻璃不是一个光学平面,局部有微小的凸起,则凸起处空气薄膜的厚度将减小,导致等厚干涉条纹发生畸变,请问这时牛顿环纹将局部向内凸还是局部向外凸为什么3.在实验中我们观察到的牛顿环中心处的环为什么有时不圆1、由于条纹间距与空气膜变化率有关,变化率一定时间距才相等,所以要牛顿环条纹间距相等,需要把实验晶体磨成圆锥…2、球面有凸起,则凸起处空气膜变薄,此时该部位空气膜的厚度由于变薄而与圆心部分相似,所以条纹也与圆心处的相连,所以干涉条纹向远离圆心方向,即向外凸出.不好理解的话想想劈尖验平整的情景.3、不圆说明变化率不一样,要不就是实验晶体不标准,要不就是放歪了,使一边的变化率变大,另一边的减小,造成条纹不圆的结果.牛顿环实验思考题（二）: 牛顿环实验思考题1.在牛顿环实验中，假如平面玻璃上有微小的凸起，则凸起处空气薄膜厚度变小，导致等厚干涉条纹发生畸变，试问，这时的牛顿环暗环市局部内凹还是外凸？为什么？2.用白光照射时能否看到牛顿环干涉条纹，此时条纹有何特征？1，外凸，则凸起处空气薄膜厚度变小，本来应该显示外面的环的，现在显示了里面的环，所以是外凸。
2，能看到牛顿环，此时的环是彩色的，红色在外，紫色在内。
牛顿环实验思考题（三）: 牛顿环实验的思考题1.在牛顿环实验中,在实验原理和实验内容中提出了哪些措施来避免或减少误差2.从牛顿环装置的下方投射上来的光,能否形成干涉条纹如果能的话,它和反射光形成的干涉条纹有何不同减少误差的措施：原理上,采用通过测量条纹直径求的半径的方法减少圆心确定带来的误差；选定第4级到第12级间的条纹进行测量,避免级别小的条纹因挤压变形和级别大的条纹不明显不宜测量而带来的误差；数据处理时采用逐差法,提高数据利用率.实验中,测量数据时,手轮要朝一个方向旋转,减小齿轮间隙造成的机械误差. 从牛顿环装置下方投射上来的光也可以形成干涉条纹,它与反射光形成的条纹不同之处在上方投射的光形成的中心条纹是暗纹,下方形成的是亮纹,这是因为由上方投射的光在空气薄膜下表面反射时是在光密介质反射,会有半波损失,下方投射来的光则没有.牛顿环实验思考题（四）: 牛顿环实验思考题1.牛顿环实验中,如果要得到等间距的干涉条纹,可采取哪些措施2.在牛顿环实验中,假如平板玻璃不是一个光学平面,局部有微小的凸起,则凸起处空气薄膜的厚度将减小,导致等厚干涉条纹发生畸变,请问这时牛顿环纹将局部向内凸还是局部向外凸为什么3.在实验中我们观察到的牛顿环中心处的环为什么有时不圆【牛顿环实验思考题】1、由于条纹间距与空气膜变化率有关,变化率一定时间距才相等,所以要牛顿环条纹间距相等,需要把实验晶体磨成圆锥…2、球面有凸起,则凸起处空气膜变薄,此时该部位空气膜的厚度由于变薄而与圆心部分相似,所以条纹也与圆心处的相连,所以干涉条纹向远离圆心方向,即向外凸出.不好理解的话想想劈尖验平整的情景.3、不圆说明变化率不一样,要不就是实验晶体不标准,要不就是放歪了,使一边的变化率变大,另一边的减小,造成条纹不圆的结果.牛顿环实验思考题（五）: 牛顿环实验两道思考题,1.理论上牛顿环中心是个暗点,实际看到的往往是个忽明忽暗的斑,造成的原因是什么对透镜曲率半径R的测量有无影响为什么2.牛顿环的干涉条纹各环间的间距是否相等为什么请详细回答,我要交实验报告,需急用!1.按理论计算,牛顿环中心应是一个暗点.实际上由于接触压力引起玻璃变形,使得牛顿环中心变成一个暗斑,如果在两玻璃之间存在灰尘,中心有可能是亮斑,从而引起附加光程差,这些都会给测量带来较大的系统误差.这些系统误差可以通过取距中心较远的,比较清晰的两个暗环的半径的平方差来消除2.间距不相等,波长越长的光,干涉条纹间距越宽牛顿环实验思考题（六）: 急求-光的干涉-牛顿环物理实验思考题在测量中,读数显微镜的叉丝不是准确的通过环心,则测得的是弦而不是干涉暗环的直径,对结果有影响吗有,如此一来干涉条纹半高全宽将变宽,算得的频率将不准（具体是啥说实话俺记不太清了呵呵,但是应该对实验结果有影响的）.【牛顿环实验思考题】牛顿环实验思考题（七）: 急求大学物理实验光的干涉实验思考题!1.利用透射光观测牛顿环与用反射光观测会有什么区别2.测量暗环直径时,叉丝交点没有通过环心,因而测量的是弦而非直径,这对实验结果是否有影响为什么3.为什么由平凸透镜和平板玻璃形成的牛顿环离中心越远,条纹越密1.夹层内折射率不是介于透镜和玻璃板折射率之间,在透镜凸表面和玻璃的接触点上,空气层厚度为0,两反射光的光程差为λ/2,因此反射光方向上牛顿环中心为暗点.透射光方向与反射光条纹相反,因此透射光牛顿环中心是一亮点. 如果夹层内折射率正好介于透镜和玻璃板折射率之间,反射光牛顿环中心为亮点,透射光牛顿环为暗点.2.当然有影响啦.旋的长度应该是比直径来的小的,你这样之后暗环的面积啊,周长什么的,只要跟直径有关的数据计算出来之后都将变小3.因为靠近中心光程差的变化率大,所以变化一个波长的光程差所需要的水平方向的距离要小,也就是密集,因为密集所以细.我也是搜的.牛顿环实验思考题（八）: 光的干涉和应用—牛顿环一些思考题1：实验中为什么测牛顿环的直径而不是半径2：试验中牛顿环的疏密分布情况,并进行解释.1、因为仪器的精密程度不够,所以刻度鼓轮只能单方向转,如果你改变鼓轮的转动方向,你可以发现虽然鼓轮转了,但是显微镜里的刻度没有变,这样误差很大.所以测牛顿环的直径可以减小误差.牛顿环实验思考题（九）: 迈克尔逊干涉仪实验思考题答案1.当光程差增加时,非定域干涉同心圆条纹的粗细和间距如何变化请证明.2.当光程差增加时,等倾干涉同心圆条纹是“冒出”还是“缩进”为什么3.试从形成条纹的条件,特点,条纹出现的位置和测量光波波长的公式,来比较牛顿环和等倾干涉同心圆条纹的异同 .急.迈克尔逊干涉仪是利用等倾干涉,牛顿环是等厚干涉.1.圆环条纹越向外越密.相关证明见任一《光学》中的推导.2.冒出.2hcosi=mλ,中心（i=0)级次最高,h增加,级次升高,所以冒出.3.等倾：2hcosi=mλ 牛顿环：h=mλ/2牛顿环实验思考题（十）: 牛顿环实验等候干涉实验【问题讨论】弱弱的问因为实在是听不懂1：牛顿环干涉条纹形成在哪一面上产生的条件是什么2：分析牛顿环相邻暗（或亮）环之间的距离（靠近中心的与靠近边缘的大小）.3：为什说测量显微镜测量的是牛顿环的直径,而不是显微镜内被放大了的直径若改变显微镜的放大倍率,是否影响测量的结果.1：在凸透镜的凸起的表面,其实形成的干涉是一条光线经过透镜凸面反射光与折射出去的光经过透镜下面的玻璃板反射的光的干涉.2：你应该学过“测量物体表面的平整度”,那里有个公式Δx=L/tanθ(具体系数我记不清了)Δx是干涉时两亮纹之间的距离,同样,这里的θ是透镜在一条入射光线折射点的切线与平面所成的角度,所以越靠近圆心,θ越小,亮环之间距离越大.其实还可以这么理如果越远离中心,距离越大,即越容易观察,那么应该到处都是牛顿环,而其实牛顿环很难见到.“测量物体表面的平整度”也可以这么记.如果角度越大,Δx越大.那需要那么大费周折吗3：其实显微镜有种测微尺,可以测量显微镜下物体的实际长度.具体是有刻度的目镜,和有刻度的盖玻片,先是在某一放大倍数下,用二者可以得出实际长度（盖玻片上的刻度）与放大后的长度之间的对应（比例）.手打了这么多字,牛顿环实验思考题答案牛顿环实验报告思考题。
牛顿环思考题
牛顿环思考题一．等厚干涉的特点：等厚干涉是薄膜干涉的一种。
当薄膜层的上下表面有一很小的倾角时，从光源发出的光经上下表面反射后在上表面附近相遇时产生干涉，并且厚度相同的地方形成同一干涉条纹，这种干涉就叫等厚干涉,与接触点等距离处空气厚度是相同的。
二．关于牛顿环的发现：牛顿曾致力于颜色的现象和光的本性的研究。
1666年，他用三棱镜研究日光，得出结论：白光是由不同颜色（即不同波长）的光混合而成的，不同波长的光有不同的折射率。
在可见光中，红光波长最长，折射率最小；紫光波长最短，折射率最大。
牛顿的这一重要发现成为光谱分析的基础，揭示了光色的秘密。
牛顿还曾把一个磨得很精、曲率半径较大的凸透镜的凸面，压在一个十分光洁的平面玻璃上，在白光照射下可看到，中心的接触点是一个暗点，周围则是明暗相间的同心圆圈。
后人把这一现象称为“牛顿环”。
他创立了光的“微粒说”，从一个侧面反映了光的运动性质，但牛顿对光的“波动说”并不持反对态度。
牛顿设计并进行了“牛顿环”实验，研究了薄膜干涉问题，从而发现了“牛顿环”现象．牛顿亲自制造了仪器进行实验，他把一块平凸透镜放在一块双凸透镜上面，使平凸透镜的平面向下，然后慢慢压紧，围绕中心便陆续冒出各种颜色的圆环；如果使上面的平凸透镜慢慢抬起离开下面的双凸透镜，则带有颜色的圆环又在中心相继消失，这就是著名的“牛顿环”现象．牛顿还发现色环的颜色有一定的排列次序；当压紧两透镜时，色环的直径会不断增大，其周边的宽度则减小，若是抬起上面的透镜，色环的直径就会缩小，其周边的宽度则增大．牛顿还测量了环的半径，发现它和透镜的曲率半径、空气膜的厚度有一定关系．“牛顿环”现象实际上是两束光发生“干涉”的结果．但是由于牛顿是倾向于光的微粒说的观点，因此对这种光的波动性的表现没有作进一步的实验探索和理论研究．三．测量波长的方法1.双棱镜测量光波的波长如果两列频率相同的光波沿着几乎相同的方向传播，并且它们的相位差不随时间而变化，那么在两列光波相交的区域，光强分布是不均匀的，而是在某些地方表现为加强，在某些地方表现为减弱（甚至可能为零），这种现象称为光的干涉。
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一、等厚干涉的特征
等厚干涉是因为平行光入射到厚度有变化的薄膜上、下表面而形成的干涉条纹．薄膜厚度相同的地方形成相同级数的明暗干涉条纹，故称等厚干涉。
条纹特点是对于劈尖干涉，条纹是明暗相间的平行的等间距的干涉条纹。
对于牛顿环，干涉条纹则是不等间距的环状条纹。
二、测量波长的方法
1、衍射光栅测波长
2、双棱镜测波长
3、驻波法测波长
4、牛顿环测波长
牛顿环实验测光波波长，当知道球面的曲率半径时可根据公式λ=（r²m-r²n）/(m-n)R算出。
5、分光计测光波波长
5、迈克尔逊干涉仪测光波波长
牛顿如何发明牛顿环一种光的干涉图样．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簿膜，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。