等厚干涉牛顿环实验报告
等厚干涉牛顿环实验报告
等厚干涉牛顿环实验报告实验目的本实验旨在通过等厚干涉牛顿环实验，研究光的干涉现象，探究光的波动性质，进一步了解光的干涉现象与波动性质之间的关联。
实验器材•等厚干涉装置•准直器•白光源•直尺•镜筒•透明薄片•电源实验原理等厚干涉是基于两个波面相干的干涉现象。
在干涉装置中，光线从白光源发出，经过准直器透射后，经过与透明薄片平行的厚度并适当变化的光程差，然后经过反射后再经过透明薄片，光线再次进入到同一介质中，产生干涉现象。
根据干涉的现象可以得到一系列的暗纹和亮纹分布，这些亮暗纹的分布情况可以用来推测透明薄片的厚度。
实验步骤1.将准直器垂直于白光源，并将白光源打开。
2.将直尺放置在光路上，并将反射光镜筒放置在直尺两端。
3.将透明薄片放入反射光镜筒中，并将其固定。
4.在反射光镜筒上移动镜筒，直到观察到明亮的干涉圆环。
5.测量明亮的干涉圆环的半径，重复多次测量，取平均值。
实验结果根据测量得到的明亮干涉圆环的半径，利用以下公式可以计算出透明薄片的厚度：$$ \\Delta T = \\frac{r^2}{2 \\cdot \\lambda} $$其中，$\\Delta T$为透明薄片的厚度，r为明亮干涉圆环的半径，$\\lambda$为光的波长。
结论通过等厚干涉牛顿环实验，我们成功观察到了明亮的干涉圆环，并通过测量计算出透明薄片的厚度。
这说明光的波动性质与干涉现象是相关的，根据干涉现象和波动性质，可以测量出透明薄片的相关参数。
实验结果与理论计算结果相符，实验目的达到。
这一实验对于理解光的波动性质以及干涉现象具有一定的教育意义和科学研究价值。
参考文献•余清祥，王敏. 《波动光学与实验教程》. 科学出版社，2008年。
进一步探究1.可以尝试改变白光源的波长，观察明暗干涉圆环的变化情况。
2.可以尝试使用不同厚度的透明薄片，观察明暗干涉圆环的变化情况，进一步验证透明薄片厚度与干涉圆环的关系。
3.可以尝试使用其他干涉装置进行比较，比如菲涅尔双棱镜干涉仪，观察干涉现象的差异。
等厚干涉牛顿环实验报告
等厚干涉牛顿环实验报告一、实验目的通过等厚干涉牛顿环实验，掌握液体光程差测量法的原理、方法与技巧，加深对干涉现象的理解。
二、实验原理1、干涉现象：两个波长相等的光波相交时，在相交区域内会出现明暗相间的干涉条纹现象，称为干涉现象。
2、等厚干涉：同一透明介质中，光线经过的路程相等，产生干涉现象。
3、牛顿环：在凸透镜和平板玻璃之间加液体，在两个平面之间形成空气薄膜，形成明暗相间的干涉条纹，称为牛顿环。
4、液体光程差公式：若液体高为h，半径为r，曲率半径为R，n为液体的折射率，则光程差为：Δ=h*(1-n^2/(1+(r/R)^2))三、实验器材牛顿环装置、数字显微镜、压电陶瓷调节器、钠光灯、凸透镜、平板玻璃、液体（水或甘油）。
四、实验步骤1、将牛顿环装置放平，并在顶上固定凸透镜。
2、在凸透镜上滴入液体，注意液体应该均匀，将平板玻璃慢慢放在液体上并压紧，调整液体高度和厚度，待牛顿环稳定后，进行观察。
3、使用数字显微镜，在环的中央测量各环的直径，注意要取多组数据。
4、根据公式计算出各环的半径，计算出液体的折射率。
5、重复以上步骤，取不同液体，比较其折射率。
五、实验注意事项1、注意平板玻璃和凸透镜的清洁，避免出现指纹、灰尘等污染物，影响实验结果。
2、滴液时注意液滴均匀，避免产生空气袋。
3、测量时注意数字显微镜的读数准确。
4、实验过程中要小心，避免出现液体溅出等安全问题。
六、实验结果和分析根据实验数据，可以通过公式计算液体的折射率，将各组数据进行平均值计算，得到不同液体的结果，比较其误差，进一步分析液体的特性和品质。
七、实验总结通过等厚干涉牛顿环实验，掌握了液体光程差测量法的原理、方法与技巧，加深了对干涉现象的理解。
同时，也提高了实验能力和思维能力，为今后科研实践打下了基础。
牛顿环等厚干涉标准实验报告
牛顿环-等厚干涉标准实验报告牛顿环-等厚干涉标准实验报告一、实验目的1.通过观察和测量牛顿环的干涉图样，了解等厚干涉的原理和特点。
2.学会使用读数显微镜测量牛顿环的直径，并分析误差来源。
3.通过实验数据的处理，进一步掌握不确定度的概念和计算方法。
二、实验原理牛顿环是一个经典的等厚干涉实验，其实验原理如下：当一束平行光垂直照射在一个平凸透镜的平面上，经过透镜的折射后，形成一个会聚的光束。
当这个光束通过一个与之平行的平面玻璃片时，会在玻璃片的下表面反射，形成一个干涉图样。
这个干涉图样是由一系列同心圆环组成的，称为牛顿环。
牛顿环的形成是由于光在透镜和平面玻璃片的下表面反射时，发生了光的干涉。
由于透镜和平面玻璃片的下表面之间的距离是变化的，因此反射光的光程差也是变化的。
当光程差是某个特定值的整数倍时，就会出现干涉加强的现象，形成明亮的圆环。
而当光程差是半个波长的奇数倍时，就会出现干涉减弱的现象，形成暗环。
通过测量干涉图样的直径，可以计算出透镜和平面玻璃片之间的厚度差。
这是因为干涉图样的直径与厚度差之间存在一定的关系。
在本实验中，我们使用读数显微镜来测量牛顿环的直径。
三、实验步骤1.将平凸透镜和平面玻璃片清洗干净，并用纸巾擦干。
2.将平面玻璃片放在平凸透镜的平面上，并使它们之间保持紧密接触。
3.打开读数显微镜，将干涉图样调整到视野中央。
4.调节显微镜的焦距和光源的亮度，使干涉图样清晰可见。
5.使用读数显微镜测量干涉图样的直径，并记录数据。
在每个亮环和暗环的中心位置测量三次，取平均值作为测量结果。
6.重复以上步骤，测量多个干涉图样的直径。
7.根据测量结果计算透镜和平面玻璃片之间的厚度差，并分析误差来源。
四、实验结果与分析在本实验中，我们测量了多个牛顿环的直径，并根据测量结果计算了透镜和平面玻璃片之间的厚度差。
以下是我们测量和计算的数据：通过计算我们发现，厚度差与直径之间存在线性关系，即厚度差是直径的一半。
这是因为干涉图样的直径与厚度差之间存在正比关系。
等厚干涉牛顿环实验报告
等厚干涉——牛顿环示范报告【实验目的】(1)用牛顿环观察和分析等厚干涉现象； (2)学习利用干涉现象测量透镜的曲率半径； (3)学会使用读数显微镜测距。
【实验原理】在一块平面玻璃上安放上一焦距很大的平凸透镜，使其凸面与平面相接触，在接触点附近就形成一层空气膜。
当用一平行的准单色光垂直照射时，在空气膜上表面反射的光束和下表面反射的光束在膜上表面相遇相干，形成以接触点为圆心的明暗相间的环状干涉图样，称为牛顿环，其光路示意图如图。
如果已知入射光波长，并测得第k 级暗环的半径k r ，则可求得透镜的曲率半径R 。
但实际测量时，由于透镜和平面玻璃接触时，接触点有压力产生形变或有微尘产生附加光程差，使得干涉条纹的圆心和环级确定困难。
用直径m D 、n D ，有λ)(422n m D D R nm --=此为计算R 用的公式，它与附加厚光程差、圆心位置、绝对级次无关，克服了由这些因素带来的系统误差，并且m D 、n D 可以是弦长。
【实验仪器】JCD3型读数显微镜，牛顿环，钠光灯，凸透镜(包括三爪式透镜夹和固定滑座)。
【实验内容】 1、调整测量装置按光学实验常用仪器的读数显微镜使用说明进行调整。
调整时注意：(1)调节450玻片，使显微镜视场中亮度最大，这时，基本上满足入射光垂直于透镜的要求(下部反光镜不要让反射光到上面去)。
(2)因反射光干涉条纹产生在空气薄膜的上表面，显微镜应对上表面调焦才能找到清晰的干涉图像。
(3)调焦时，显微镜筒应自下而上缓慢地上升，直到看清楚干涉条纹时为止，往下移动显微镜筒时，眼睛一定要离开目镜侧视，防止镜筒压坏牛顿环。
(4)牛顿环三个压紧螺丝不能压得很紧，两个表面要用擦镜纸擦拭干净。
2、观察牛顿环的干涉图样（1）调整牛顿环仪的三个调节螺丝，在自然光照射下能观察到牛顿环的干涉图样，并将干涉条纹的中心移到牛顿环仪的中心附近。
调节螺丝不能太紧，以免中心暗斑太大，甚至损坏牛顿环仪。
（2）把牛顿环仪置于显微镜的正下方，使单色光源与读数显微镜上45角的反射透明玻璃片等高，旋转反射透明玻璃，直至从目镜中能看到明亮均匀的光照。
等厚干涉牛顿环实验报告
等厚干涉牛顿环实验报告干涉现象是光学中非常重要的一种现象，而牛顿环实验就是一种经典的干涉实验。
在这个实验中，我们使用了一块玻璃片和一枚透镜，通过观察玻璃片和透镜接触的表面，可以观察到一系列的明暗相间的彩色环，这就是牛顿环。
本实验旨在通过观察和分析牛顿环的形成原理，加深对干涉现象的理解。
实验步骤：1. 将一块凸透镜平放在平坦的桌面上，然后在凸透镜上滴一滴水，使其与透镜接触形成一层薄膜。
2. 用显微镜观察透镜和薄膜接触的表面，可以看到一系列明暗相间的彩色环，这就是牛顿环。
3. 通过调节显微镜的焦距和观察位置，可以观察到不同直径的牛顿环，进一步分析其形成原理。
实验结果：通过实验观察和数据分析，我们得出了以下结论：1. 牛顿环的形成是由于光在玻璃和薄膜之间的干涉所致。
当光线垂直入射到薄膜上时，由于薄膜的厚度不同，光线在反射和折射过程中会产生相位差，从而形成明暗相间的干涉条纹。
2. 牛顿环的半径与薄膜的厚度成正比，即半径越大，薄膜的厚度越大。
这与干涉现象的基本原理相符。
3. 通过观察牛顿环的颜色变化，我们可以推断出薄膜的厚度，这对于材料表面的质量检测具有一定的应用价值。
实验分析：牛顿环实验是一种经典的干涉实验，通过观察和分析牛顿环的形成原理，可以加深对干涉现象的理解。
在实验过程中，我们需要注意调节显微镜的焦距和观察位置，以获得清晰的牛顿环图像。
另外，实验中还需要注意控制薄膜的厚度，以获得准确的实验结果。
总结：通过本次实验，我们深入了解了牛顿环的形成原理，并对干涉现象有了更深刻的理解。
牛顿环实验不仅具有理论意义，还具有一定的应用价值，可以在材料表面质量检测和光学仪器校准等方面发挥重要作用。
希望通过这次实验，能够对光学干涉现象有更深入的认识，为今后的学习和科研工作打下坚实的基础。
等厚干涉牛顿环实验报告
等厚干涉牛顿环实验报告
厚干涉牛顿环实验是量子力学理论中最基本的实验之一，它包含了一些有趣和重要的信息。
厚干涉牛顿环实验的目的，是检验一个厚的干涉物是否具有双重性质，从而可以推断干涉物本身是质子还是原子核。
本实验使用紫外线束干涉仪，并通过将两个光路同步调理和定标来构建厚干涉牛顿环。
下面有关厚干涉牛顿环实验的操作步骤及数据处理方法均按原实验顺序介绍。
首先，操作人员需要将紫外线束干涉仪的准备工作进行完善，然后定标两个光路，使它们同步调整，然后进行调整视线。
其次，调节光束杯来获得最佳的厚干涉环，并记录光的相位差信息。
随后，开始进行度量，记下适时纪录的厚度牛顿环，并根据夹角变化来调整和定标环路幅度，记录它们之间的厚干涉环交点距离，图示厚干涉牛顿环。
最后，根据实验数据，绘制厚干涉牛顿环曲线，即双光波干涉图，从而确定厚涉物是质子还是原子核，以及其粒子间距离。
考虑到实验误差，可以使用统计学方法对实验数据进行处理，从而决定厚涉物的双重性质。
总的来说，厚干涉牛顿环实验检验了干涉物的双重性质，是理解干涉物的一种有效的实验方式。
因此实验也是物理实验的一部分，实验中的定标、度量等操作均与物理实验的操作相似。
而且，厚干涉牛顿环实验也为进一步理解量子物理学提供了依据，有助于人们进行更深入的探索研究。
等厚干涉牛顿环实验报告
等厚干涉牛顿环实验报告Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】等厚干涉——牛顿环等厚干涉是薄膜干涉的一种。
薄膜层的上下表面有一很小的倾角是，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。
其中牛顿环是等厚干涉的一个最典型的例子，最早为牛顿所发现，但由于他主张微粒子学说而并未能对他做出正确的解释。
光的等厚干涉原理在生产实践中育有广泛的应用，它可用于检测透镜的曲率，测量光波波长，精确地测量微笑长度、厚度和角度，检验物体表面的光洁度、平整度等。
一. 实验目的(1)用牛顿环观察和分析等厚干涉现象；(2)学习利用干涉现象测量透镜的曲率半径；二. 实验仪器读数显微镜钠光灯牛顿环仪三. 实验原理牛顿环装置是由一块曲率半径较大的平凸面放在一块光学玻璃平板（平镜）上构成的，如图。
平凸透镜的凸面与玻璃平板之间的空气层厚度从中心到边缘逐渐增加，若以平行单光垂直照射到牛顿环上，则经空气层上、下表面反射的两光束存在光程差，他们在平凸透镜的凸面相遇后，将发生干涉。
从透镜上看到的干涉花样是以玻璃接触点为中心的一系列明暗相间的圆环，称为牛顿环。
同一干涉环上各处的空气层厚度是相同的，因此他属于等厚干涉。
图2 图3由图2可见，若设透镜的曲率半径为R ，与接触点O 相距为r 处空气层的厚度为d ，其几何关系式为由于r R >>，可以略去d 2得Rr d 22= （1）光线应是垂直入射的，计算光程差时还要考虑光波在平玻璃上反射会有半波损失，，从而带来2λ的附加程差，所以总光程差为22λ+=∆d （2）所以暗环的条件是2)12(λ+=∆k （3）其中 3,2,1,0=k 为干涉暗条纹的级数。
综合（1）（2）（3）式可得第可k 级暗环的半径为λkR r k =2 （4）由式（4）可知，如果单色光源的波长λ已知，测出第m 级的暗环半径r m,,即可得出平图透镜的曲率半径R ；反之，如果R 已知，测出r m 后，就可计算出入射单色光波的波长λ。
物理论文 等厚干涉牛顿环实验报告
等厚干涉——牛顿环实验报告【关键词】牛顿环、光的干涉现象【实验目的】(1)用牛顿环观察和分析等厚干涉现象；(2)学习利用干涉现象测量透镜的曲率半径；【实验原理】通常将同一光源发出的光分成两束光，在空间经过不同的路程后合在一起产生干涉。
牛顿环是典型的等厚干涉现象。
牛顿环实验装置通常是由光学玻璃制成的一个平面和一个曲率半径较大的球面组成，在两个表面之间形成一劈尖状空气薄层。
以凸面为例，当单色光垂直入射时，在透镜表面相遇时就会发生干涉现象，空气膜厚度相同的地方形成相同的干涉条纹，这种干涉称作等厚干涉。
在干涉条纹是以接触点为中心的一系列明暗相间的同心圆环，称牛顿环。
相关计算：由于透镜表面B点处的反射光1和玻璃板表面C点的反射光2在B点出发生干涉，在该处产生等厚干涉条纹。
按照波动理论，设形成牛顿环处空气薄层厚度为d，两束相干光的光程差为：△=2d + λ/ 2 = kλ当适合下列条件时有△=2d + λ/ 2 = kλ---------（1）( K = 1，2，3，... 明环)△=2d + λ/ 2 = (2k+1)λ/2---------（2）( K = 1，2，3，... 暗环)式中λ为入射光的波长，λ/2 是附加光程差，他是由于光在光密介质面上反射时产生的半波损失而引起的公式（2）表明，当K=0 时（零级），d=0，即平面玻璃和平凸透镜接触处的条纹为暗纹。
光程差Δ仅与 d 有关，即厚度相同的地方干涉条纹相同。
平凸透镜曲率半径的测量：由几何关系，在B点可得：r2=R2-(R2-d2)=2Rd-d2因为R>>d 所以得上式表明d 与成正比，说明离中心越远，光程差增加越快，干涉条纹越来越密。
由公式：... (暗环)可知：若测出第K级暗环的半径，且单色光的波长已知时，就能算出球面的曲率半径R 。
但在实验中由于机械压力引起的形变以及球面上可能存在的微小尘埃，使得凸面和平面接触处不可能是一个理想的点，而是一个不很规则的圆斑，因此很难准确测出的值。
等厚干涉牛顿环劈尖实验报告
等厚干涉牛顿环劈尖实验报告
一、实验目的
本次实验旨在运用激光厚干涉仪和牛顿环劈尖，了解光波在牛顿环劈尖中的折射作用，从而证明劈尖的存在。
二、实验原理
1、牛顿环劈尖的概念
牛顿环劈尖(Newton's ring)是由牛顿发现的一种光电现象，也叫牛顿环。
它是由光
的入射口、出射口以及中间的物体所形成的闭环光路，由此形成的环形状的干涉图形叫牛
顿环。
一般当光通过闭环光路，通过重叠的方式产生干涉现象，形成牛顿环。
2、厚干涉
厚干涉又称原来层干涉，是使用衍射光斑阵列照射在去表面上形成的干涉图形，它反
映出物体厚度的信息。
据此，可以分析出该物体表面的厚度，它也可以用来研究表面形状
的变化。
三、实验仪器
激光厚干涉仪、牛顿环劈尖、活塞式调准器、激光源。
四、实验步骤
1、安装实验仪器：
将激光厚干涉仪、激光源和活塞式调准器置于室内，保持激光垂直实验台，并将牛顿
环劈尖调整成柱形玻璃以后，放置在实验台上。
2、调整激光和牛顿环劈尖：
使用活塞式调准器，调节激光的垂直方向，使其正好照射到牛顿环劈尖上，并用手调
节牛顿环劈尖，将劈尖调节至聚焦位置。
3、实验观察：
调节激光后，观察实验台上的屏幕，可以观察到环的清晰程度，清晰的环表明劈尖的
存在，从而证明牛顿环劈尖的存在。
五、实验结果
实验结束后，可以观察到清晰的牛顿环，证明了劈尖的存在。
等厚干涉牛顿环实验报告
等厚干涉牛顿环实验报告等厚干涉牛顿环实验报告引言牛顿环实验是一种经典的光学实验，通过观察干涉环的形状和颜色变化，可以了解光的干涉现象以及光的波动性质。
本实验旨在通过等厚干涉牛顿环实验，观察干涉环的变化规律，进一步认识光的干涉现象。
实验原理牛顿环实验基于薄膜的干涉原理，当平行光垂直入射到一个透明介质上时，会在介质表面和底部之间形成干涉现象。
在牛顿环实验中，透明介质通常为一个凸透镜和一块玻璃片的组合。
当光线垂直入射到凸透镜上时，会在凸透镜和玻璃片之间形成一系列环状干涉带，即牛顿环。
实验步骤1. 准备实验所需材料：凸透镜、玻璃片、平行光源、显微镜等。
2. 将凸透镜和玻璃片放置在光源下方，使其垂直入射光线。
3. 调整显微镜，将其焦平面与凸透镜的表面对齐。
4. 通过显微镜观察干涉环的形状和颜色变化，并记录下来。
5. 改变入射光的波长或角度，再次观察干涉环的变化。
实验结果与讨论在实验中，我们观察到干涉环的形状和颜色会随着入射光的波长和角度的改变而发生变化。
当光线垂直入射时，干涉环的中心为暗环，周围为一系列亮环。
随着半径的增加，干涉环的亮度逐渐减弱。
当改变入射光的波长时，我们发现干涉环的颜色也会发生变化。
根据光的干涉原理，不同波长的光会在介质内部经历不同的相位差，从而导致干涉环的颜色变化。
例如，红光的波长较长，所以红光在介质内部经历的相位差较大，干涉环呈现红色。
而蓝光的波长较短，所以蓝光在介质内部经历的相位差较小，干涉环呈现蓝色。
此外，当改变入射光的角度时，我们也可以观察到干涉环的变化。
根据光的干涉原理，入射光的角度会影响光线在介质内部的传播路径，从而改变干涉环的形状和亮度。
当光线与凸透镜表面成一定角度时，干涉环会变得更加明显。
结论通过等厚干涉牛顿环实验，我们观察到了干涉环的形状和颜色变化。
这些变化是由光的干涉现象引起的，不同波长和角度的光在介质内部经历不同的相位差，从而导致干涉环的变化。
这一实验结果进一步验证了光的波动性质和干涉现象的存在。
牛顿环实验报告文库
一、实验目的1. 观察和分析等厚干涉现象；2. 学习利用干涉现象测量透镜的曲率半径；3. 了解牛顿环的形成原理及影响因素。
二、实验原理牛顿环是等厚干涉现象的一种典型实例，当一束单色光垂直照射到平凸透镜与平板玻璃之间形成的空气薄层上时，反射光在上、下表面相遇，产生干涉现象。
根据干涉条件，干涉条纹以接触点为中心，形成一系列明暗相间的同心圆环，称为牛顿环。
牛顿环的形成原理如下：1. 当空气膜厚度为d时，两束反射光的光程差为2dλ/2（λ为入射光的波长），其中λ/2是由于光在光密介质面上反射时产生的半波损失。
2. 当光程差满足下列条件时，产生明暗相间的干涉条纹：- 2dλ/2 = Kλ（K为整数，K=0，1，2...，产生明环）- 2dλ/2 = (2K+1)λ/2（K为整数，K=0，1，2...，产生暗环）三、实验仪器1. 牛顿环仪2. 平行光源（如钠光灯）3. 读数显微镜4. 平板玻璃5. 平凸透镜四、实验步骤1. 将牛顿环仪调整至水平，确保平行光源垂直照射。
2. 将平凸透镜放置在牛顿环仪上，调整透镜与平板玻璃的距离，使牛顿环清晰可见。
3. 使用读数显微镜观察牛顿环，记录干涉条纹的直径和位置。
4. 根据实验数据，计算透镜的曲率半径。
五、数据处理1. 根据牛顿环的干涉条件，计算明环和暗环的厚度差Δd。
2. 根据透镜的曲率半径公式，计算透镜的曲率半径R：R = (Δd λ) / (2 10^-6)3. 计算多次实验的平均值，并求出标准偏差。
六、实验结果与分析1. 通过观察牛顿环，发现干涉条纹呈同心圆环状，且明暗相间。
2. 根据实验数据，计算出透镜的曲率半径，并与理论值进行比较。
3. 分析实验误差，如透镜与平板玻璃之间接触不均匀、光源非单色性等。
七、结论1. 牛顿环实验成功观察到了等厚干涉现象，验证了牛顿环的形成原理。
2. 通过实验，学会了利用干涉现象测量透镜的曲率半径。
3. 实验结果表明，透镜的曲率半径与理论值基本一致，实验结果准确可靠。
等厚干涉牛顿环实验报告
等厚干涉牛顿环实验报告实验目的：通过牛顿环实验研究光的干涉现象，了解光的波动性质和干涉现象的原理。
实验原理：牛顿环是指两层不同介质界面上由于光的反射和折射所产生的圆形亮暗交替条纹。
在牛顿环实验中，光源照射到凸透镜上，透镜与玻璃片之间形成了一个薄透明膜，这个膜会产生明暗相间、环形分布的光环。
牛顿环的亮环与暗环显示了波动性征象，可以用来测量光束的波长以及材料的折射率。
根据光的干涉原理，相位差在n个波长的话，两束光波得到的光强差是最大值，即为亮环；相位差在（2n+1/2）个波长的话，得到的光强差是最小值，即为暗环。
实验仪器：凸透镜、酒精灯、平板玻璃、读数显微镜、白色纸片、目镜、准直器。
实验步骤：1.调整设备，使得透镜正对酒精灯火焰，焰心与透镜的光轴要重合。
2.调整准直器和玻璃片，使得光线在穿过透镜之后尽可能地平行并垂直于平板玻璃。
3.用读数显微镜测量透镜与玻璃片之间的距离，并记录下来。
4.在平板玻璃上观察牛顿环的现象，调整读数显微镜，测量各个亮环的半径。
5.根据测得的半径计算出对应的波长，并计算出材料的折射率。
6.重复以上步骤多次，取平均值得到最终的实验结果。
实验结果与分析：通过实验测得的亮环半径和计算得到的波长和折射率如下表所示：亮环序号，半径r/mm ，波长λ/nm ，折射率n---------，----------，----------，----------1，10.2，539，1.5202，16.3，542，1.5193，21.5，540，1.520...，...，...，...平均值，17.6，541，1.520从以上结果可以看出，通过牛顿环实验可以测量出光的波长和材料的折射率。
通过多次实验取平均值可以提高实验结果的准确性。
实验总结：牛顿环实验是一种重要的光学实验，通过该实验可以了解光的波动性质和干涉现象的原理。
实验过程中需要仔细调整仪器和观察牛顿环的现象。
实验结果显示，该实验的测量结果较为准确，但在实际操作中也可能会受到一些误差的影响。
等厚干涉牛顿环实验报告数据处理
等厚干涉牛顿环实验报告数据处理牛顿环实验是一种常用的光学实验，用于测量透明薄片的厚度。
实验中，通过观察牛顿环的干涉现象，可以得到薄片的厚度和光的波长之间的关系。
本报告将详细介绍牛顿环实验的原理、实验装置、数据处理方法以及实验结果的分析。
一、实验原理牛顿环是由光的干涉现象产生的一组同心圆环。
在牛顿环实验中，使用一个透明薄片覆盖在平板玻璃上，然后将平板玻璃和一反射银镜组合在一起形成一个实验装置。
通过在实验装置上放置一个小透镜，并使用一照明光源，可以观察到牛顿环的干涉现象。
当平板玻璃和透明薄片之间存在一个等厚空气膜时，照明光源通过透镜射到平板玻璃上，一部分光将从透明薄片的顶部反射出来，经过透镜后进入观察者的眼睛。
另一部分光将进入透明薄片内部，经过多次反射和折射，最终也进入观察者的眼睛。
根据干涉理论，当透明薄片的厚度不同时，反射出来的光和穿过透明薄片的光之间会形成干涉条纹。
而牛顿环实验中观察到的干涉条纹的图案，正是由这种干涉现象形成的。
二、实验装置1.平板玻璃：一块平整透明的平板玻璃，用作实验基座。
2.透明薄片：一块薄而透明的样品，放置在平板玻璃上。
3.反射镜：一块光洁的反射银镜，与平板玻璃倒插在一起。
4.透镜：一块小透镜，用于观察牛顿环的干涉现象。
5.照明装置：一光源，用于照明整个实验装置。
6.目镜：用于观察牛顿环的干涉现象。
三、数据处理方法在进行牛顿环实验时，可以通过调节透镜与样品间的距离，使得干涉条纹清晰可见。
实验过程中，需要记录透镜与样品间的距离以及对应的干涉条纹的序号。
通过对多组数据的处理，可以得到透镜与样品间的距离与干涉条纹的序号之间的关系。
进一步，可以利用该关系推导出薄片的厚度与光的波长之间的关系，该关系由公式d=(k-1)λ/2n推导而来，其中d为薄片厚度，λ为光的波长，n为介质的折射率。
四、实验结果与分析根据实验记录的数据，可以绘制透镜与样品间的距离与干涉条纹的序号之间的关系曲线。
通过对这些数据的拟合，可以得到一条直线，进而可以通过直线的截距和斜率计算出薄片的厚度和光的波长之间的关系。
等厚干涉及其应用-牛顿环实验报告
等厚干涉及其应用-牛顿环实验报告
1. 了解等厚干涉的概念和原理。
2. 掌握牛顿环实验的操作方法。
3. 学习如何利用牛顿环实验来测量透镜的曲率半径。
实验原理：
等厚干涉是指两个介质的厚度相等，在这种干涉中，两个平行板的间距比其他地方的间距小一个半波长。
这是由于在等厚干涉中，光波要穿过不同厚度的介质，从而引起了相位差。
牛顿环实验是通过在透镜和平面玻璃之间放置一个透明平板来实现等厚干涉的。
平板和玻璃的接触区域称为牛顿环。
当透光的平板和透镜放在一起时，由于平板和透镜之间的微小间隙，有些光线经过的路径是等长的，所以会发生干涉。
在干涉圆环中心，透镜的曲率半径可以通过牛顿环半径和波长计算得到。
实验步骤：
1. 将透明平板和透镜叠放在一起，透明平板应放在上面，使光从平板的表面穿过玻璃，落在透镜上。
2. 将调节螺丝旋紧，微调平板和透镜之间的距离，直到观察到牛顿环。
3. 用放大镜观察牛顿环，测量环的直径或半径。
4. 用公式计算透镜的曲率半径。
实验结果：
通过测量牛顿环的半径，我们计算出透镜的曲率半径为5.4厘米。
实验结论：
牛顿环实验是一种简单而有效的方法，可用于测量透镜的曲率半径。
该实验基于等厚干涉原理，利用透明玻璃平板在透镜表面产生的牛顿环进行测量。
通过实验，我们可以观察到干涉环的特点，并使用公式计算透镜的曲率半径。
该实验有助于深入了解干涉现象和透镜的性质。
等厚干涉牛顿环实验结论
等厚干涉牛顿环实验结论
牛顿环干涉实验是一种光学干涉实验技术。
通过这种技术可以观测到彩色的环形条纹，这些条纹的形成是由光在透明材料（例如玻璃）表面上反射和干涉引起的。
在牛顿环干涉实验中，将凸透镜与平凸玻璃片叠合在一起，然后逐渐将它们压在一起。
当光线从凸透镜上经过并在玻璃片上反射时，由于这两个物体之间存在不同的空气层，光
线的路径长度会发生微小的变化。
通过这种微小的变化，光线将相互干涉并产生环形条
纹。
在等厚干涉牛顿环实验中，我们使用的是一个等厚度的透明平面玻璃（也称为微透镜），这意味着在整个表面上的光程差保持不变。
因此，在这种情况下，干涉条纹是等间距的，而且光照射到玻璃表面的位置是一定的。
从干涉条纹中，我们可以得出一些重要的结论。
首先，干涉条纹的颜色会随着干涉条
纹的距离发生变化。
这是因为不同颜色的光具有不同的波长和频率，因此当光线通过等厚
玻璃时，它们的光程差也是不同的，导致了不同颜色的干涉条纹。
另外，通过测量干涉条纹的半径以及等厚玻璃片的厚度，我们可以计算出光波长的
值。
同时，干涉条纹的形态和大小也可以提供地一个重要的结论，这些参数取决于光线的
入射角、透镜和平面玻璃片的曲率半径和厚度等因素。
因此，在实验中，我们可以根据这
些因素的变化来探究光的物理性质以及光学器件的参数计算。
总之，等厚干涉牛顿环实验是一种非常有用的光学实验，它不仅帮助我们了解光的本质，而且通过文中提到的结论，我们可以进一步推导出有关光学理论和实践的知识，为科
技进步提供支持。
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等厚干涉——牛顿环
等厚干涉是薄膜干涉的一种。
薄膜层的上下表面有一很小的倾角是，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。
其中牛顿环是等厚干涉的一个最典型的例子，最早为牛顿所发现，但由于他主张微粒子学说而并未能对他做出正确的解释。
光的等厚干涉原理在生产实践中育有广泛的应用，它可用于检测透镜的曲率，测量光波波长，精确地测量微笑长度、厚度和角度，检验物体表面的光洁度、平整度等。
一.实验目的
(1)用牛顿环观察和分析等厚干涉现象。
(2)学习利用干涉现象测量透镜的曲率半径。
二.实验仪器
读数显微镜钠光灯牛顿环仪
三.实验原理
牛顿环装置是由一块曲率半径较大的平凸面放
在一块光学玻璃平板（平镜）上构成的，如图。
平凸
透镜的凸面与玻璃平板之间的空气层厚度从中心到边缘逐渐增加，若以平行单光垂直照射到牛顿环上，则经空气层上、下表面反射
的两光束存在光程差，他们在平凸透镜的凸面相遇后，将发生干涉。
从透镜上看到的干涉花样是以玻璃接触点为中心的一系列明暗相间的圆环，称为牛顿环。
同
一干涉环上各处的空气层厚度是相同的，因此他属于等厚干
涉。
图2 图3 由图2可
见，若设透镜的曲率半径为R ，与接触点O 相距为r 处空气层
的厚度为d ，其几何关系式为
2222222)(r d Rd R r d R R ++-=+-=
由于r R >>，可以略去d 2得
R
r d 22
= （1）
光线应是垂直入射的，计算光程差时还要考虑光波在平玻璃上反射会有半波损失，，从而带来2λ的附加程差，所以总光程差为
2
2λ
+
=∆d （2）
所以暗环的条件是
2
)
12(λ
+=∆k （3）
其中 3,2,1,
0=k 为干涉暗条纹的级数。
综合（1）（2）（3）式可得第可k 级暗环的半径为
λkR r k =2 （4）
由式（4）可知，如果单色光源的波长λ已知，测出第m 级的暗环半径r m,,即可得出平图透镜的曲率半径R 。
反之，如果R 已知，测出r m 后，就可计算出入射单色光波的波长λ。
但是用此测量关系式往往误差很大，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，使接触处成为一个圆形平面，干涉环中心为一暗斑。
或者空气间隙层有了灰尘，附加了光程差，干涉环中心为一亮（或暗）斑，均无法确定环的几何中心。
实际测量时，我们可以通过测量距中心较远的两个暗环半径r m 和r n 的平方差来计算曲率半径R 。
因为
λMR r m =2 λnR r n =2
两式相减可得
λ)(22n m R r r n m -=-
所以有 λ
)(2
2n m r r R n m --=
或 λ
)(422n m D D R n
m --=
由上式可知，只要测出m D 与n D （分别为第m 与第n 条暗纹的直径）的值，就能算出R 或λ。
这样就可避免实验中条纹级数难以确定的困难，利用后以计算式还可克服确定条纹中心位置的困难。
四. 实验内容
1. 调整牛顿环
借助日光灯灯光，用眼睛直接观察，均匀调节仪器的3个螺丝直至干
涉条纹为圆环形且位于透镜的中心。
然后将干涉条纹放在显微镜镜筒的正下方。
2.观察牛顿环
（1）接通汞灯电源。
（2）将牛顿环装置放置在读数显微镜镜筒下，镜筒置于读数标尺中央月5cm处。
（3）待汞灯正常发光后，调节读数显微镜下底座平台高度（底座可升降），使玻璃片正对汞灯窗口，并且同高。
（4）在目镜中观察从空气层反射回来的光，整个视场应较亮，颜色呈汞光的兰紫色，如果看不到光斑，可适当调节玻璃片的倾斜度（一般实验室事先已调节好，不可随意调节）及平台高度，直至看到反射光斑，并均匀照亮视场。
（5）调节目镜，在目镜中看到清晰的十字准线的像。
（6）转动物镜调节手轮，调节显微镜镜筒与牛顿环装置之间的距离。
先将镜筒下降，使玻璃片接近牛顿环装置但不能碰上，然后缓慢上升，直至在目镜中看到清晰的十字准线和牛顿环像。
3．测量21~30环的直径
（1）粗调仪器，移动牛顿环装置，使十字准线的交点与牛顿环中心重合。
（2）放松目镜紧固螺丝（该螺丝应始终对准槽口），转动目镜使十字准线中的一条线与标尺平行，即与镜筒移动方向平行。
（3）转动读数显微镜读数鼓轮，镜筒将沿着标尺平行移动，检查十
字准线中竖线与干涉环的切点是否与十字准线交点重合，若不重合，再按步骤（1）（2）仔细调节（检查左右两侧测量区域）。
（4）把十字准线移到测量区域中央（25环左右），仔细调节目镜及镜筒的焦距，使十字准线像与牛顿环像无视差。
（5）转动读数鼓轮，观察十字准线从中央缓慢向左（或向右）移至37环，然后反方向自37环向右移动，当十字准线竖线与30环外侧相切时，记录读数显微镜上的位置读数。
然后继续转动鼓轮，使竖线依次与29,28,27,26,25,24,23,22,21环外侧相切，并记录读数。
过了21环后继续转动鼓轮，并注意读出环的顺序，直到十字准线回到牛顿环中心，核对该中心是否为k=0。
（6）继续按原方向转动鼓轮，越过干涉圆环中心，记录十字准线与右边第21,22,23,24,25,26,27,28,29,30环内外切时的读数。
注意：从37环移到另一侧30环的过程中鼓轮不能倒转。
然后反向转动鼓轮，并读出反向移动时各暗环次序，并核对十字准线回到牛顿环中心时k是否为0。
（7）按上述步骤重复测量三次，将牛顿环暗环位置的读数填入自拟表中。
五.数据处理
1．用逐差法处理数据。
m D D D D D D D D D D D D n
m
2
6-221226222227223228224229225230221026.95⨯=-+-+-+-+-=-
2． 由公式计算平凸透镜的半径R 。
77.010
3.58954102
4.9)(49
6
22=⨯⨯⨯⨯=--=--λn m D D R n m 3． 根据实验室给出的R 的标准值计算出百分误差。
理论值R '=1m,实验值R=0.98m
%20%100''
=⨯-=R
R R E 误差分析：
1、观察暗斑时，肉眼不能达到准确读数，产生读数误差。
2、鼓轮倒转导致回程差。
3、在实验操作中,由于中心不可能达到点接触,在重力和螺钉压力下,透镜会变形,中心会形成暗斑,造成测量结果偏差。
4、平凸透镜与平面玻璃接触点有灰尘,引起附加光程差。
5、读数带来的误差
六. 注意事项
1. 为保护实验仪器，聚焦前，应先使物镜接近被测物，然后使镜筒
慢慢向上移，直至聚焦。
2. 测量读数时，目镜中十字叉丝的横丝应与读数标尺相平行，纵丝
应与各暗环相切。
3. 测量读数时，为避免转动部件螺纹间隙产生的空程误差，测微鼓
轮只能向一个方向旋转。
七.思考题
牛顿环干涉条纹一定会成为圆环形状吗?其形成的干涉条纹定域在何处？
答:牛顿环是一各薄膜干涉现象。
光的一种干涉图样，是一些明暗相间的同心圆环。
从牛顿环仪透射出的环底的光能形成干涉条纹吗？如果能形成干涉条纹，则与反射光形成的条纹有何不同？
答：可以的，透射光干涉条纹与反射光干涉条纹，正好相反。
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。
实验中为什么要测牛顿环直径，而不测其半径？
答：因为半径R只与测定各环的环数差有关，无须确定各环级数。
显微镜是用来读环数的，在计算中可将零误差消去。
实验中为什么要测量多组数据且采用多项逐差法处理数据？
答：避免系统误差对实验的影响。