牛顿环干涉汇总
牛顿环知识点总结
牛顿环知识点总结牛顿环的形成牛顿环的形成是由于平行的两个透明介质表面之间存在微小的空气薄膜,光线在薄膜表面发生反射和折射,进而产生干涉现象。
当平行平板玻璃和凸透镜相接触时,在两者接触处形成一层极薄的空气薄膜,光线在经过这一层空气薄膜反射和折射后,形成一系列明暗相间的牛顿环。
牛顿环的观察观察牛顿环的方法通常是将一块平板玻璃放在光源上,再放一块凸透镜在平板玻璃上,形成的接触处即可观察到牛顿环。
观察时,由于光波在空气薄膜和介质之间的干涉作用,会使得在接触处产生一系列明暗相间的环状条纹,这就是典型的牛顿环。
牛顿环的颜色牛顿环的颜色是由于不同波长的光在空气薄膜和介质之间的干涉作用而产生的。
在光的波长不变的情况下,当薄膜的厚度不同时,产生的干涉环也呈现出不同的颜色。
这种颜色的变化是由薄膜的厚度差异导致的,通过测量牛顿环的颜色可以推导出薄膜的厚度。
牛顿环的分析从牛顿环中可以得到一些重要的参数,如薄膜的厚度以及光的波长等。
利用这些参数,我们可以推导出薄膜的折射率、透明度等性质。
对于薄膜的厚度和性质的研究对工业生产和科学研究有着非常重要的作用。
牛顿环的应用牛顿环的现象被广泛应用于光学显微镜的镜片检验以及薄膜的厚度测量。
在显微镜的应用中,可以通过观察牛顿环的颜色和形状来推断镜片的质量和表面平整度。
对于薄膜的厚度测量,利用牛顿环的干涉原理可以得到薄膜的精确厚度,这对于一些光学元件的制造和应用有着非常重要的价值。
牛顿环的研究牛顿环的研究不仅仅是物理实验的内容,它也成为了一些光学理论的重要内容。
通过分析牛顿环的条纹间距和颜色,我们可以得到很多有价值的物理参数,如光的波长、折射率、薄膜的厚度等。
对牛顿环的研究也促进了光学理论的发展,这对于我们更好地理解光的性质和光的干涉现象有着非常大的意义。
综上所述,牛顿环是一种光学干涉现象,它产生于平行的两个透明介质表面之间的微小空气薄膜,通过光的干涉作用而形成明暗相间的环状条纹。
牛顿环的观察和分析可以得到许多重要的物理参数,如薄膜的厚度、折射率等,这对于光学元件的制造和应用有着非常重要的价值。
光的等厚干涉牛顿环实验数据
光的等厚干涉牛顿环实验数据光的等厚干涉是一种通过观察干涉条纹来研究光的性质和干涉现象的实验方法。
牛顿环是一种经典的光的等厚干涉实验,它由英国科学家艾萨克·牛顿于17世纪末发现并研究。
牛顿环实验使用了一块平行玻璃板和一个凸透镜。
首先,在平行玻璃板上滴上一滴液体,使其形成一个薄膜。
然后将凸透镜轻轻压在玻璃板上,使液体薄膜变得均匀且等厚。
当光通过液体薄膜时,会发生反射和折射,产生干涉现象。
观察牛顿环时,可以看到一系列明暗相间的圆环。
这些圆环由于液体薄膜的等厚性而形成,每个圆环都对应着液体薄膜的等厚线。
在中心圆环处,由于光程差最小,所以明亮;而在其他圆环处,光程差逐渐增大,因此呈现出暗纹。
通过测量牛顿环的半径,可以得到液体薄膜的厚度。
根据干涉理论,牛顿环的半径r与液体薄膜的厚度t之间满足以下关系式:r² = t × λ × N其中,λ为入射光的波长,N为干涉的级数。
在实际测量中,可以通过调节凸透镜和平行玻璃板之间的距离,使得干涉条纹清晰可见,然后使用显微镜测量各级圆环的半径。
通过测量不同级数下的圆环半径,可以得到液体薄膜的厚度。
光的等厚干涉牛顿环实验不仅可以用于测量液体薄膜的厚度,还可以用于研究光的干涉现象。
通过观察干涉条纹的分布和变化,可以得到关于光的干涉性质的重要信息。
除了液体薄膜,牛顿环实验还可以用于测量其他材料的厚度。
例如,可以用它来测量透明薄膜、光学元件等的厚度。
通过将待测物品放置在平行玻璃板和凸透镜之间,调节距离使得干涉条纹清晰可见,然后测量圆环半径,就可以得到待测物品的厚度。
光的等厚干涉牛顿环实验在科学研究和工程应用中具有重要意义。
它不仅可以用于测量物体的厚度,还可以用于研究光的干涉现象。
通过对光的干涉现象的研究,可以深入理解光的波动性质和光的相干性。
光的等厚干涉牛顿环实验是一种重要的实验方法,通过观察干涉条纹来研究光的性质和干涉现象。
它可以用于测量物体的厚度,也可以用于研究光的干涉现象。
牛顿环实验总结
牛顿环实验总结牛顿环实验是一种早期用于研究光学性质的实验方法,由英国物理学家艾萨克·牛顿于17世纪末提出并进行实验。
通过这个实验,牛顿首次证明了光的色散现象,也为后来的波动理论和光学研究奠定了基础。
在本文中,我们将对牛顿环实验进行总结和回顾。
一、实验原理牛顿环实验的原理基于光的干涉现象。
实验中,光线通过半透明的玻璃片后,会在其表面和玻璃片附近形成明暗相间的环状条纹。
这些条纹就是牛顿环。
牛顿环理论上可以由多个环组成,每个环的半径不同。
实际实验中,可以通过观察中心环的半径变化,来推断出玻璃片的厚度。
二、实验过程牛顿环实验的过程相对简单,主要步骤如下:1. 准备工作:将光源置于特定位置,确保光线通过半透明玻璃片后能够形成环状条纹。
实验中通常使用显微镜来观察牛顿环。
2. 观察:通过显微镜观察玻璃片上出现的明暗条纹,特别是中心环。
调节光源和显微镜的位置,使得环条纹清晰可见。
3. 测量:使用显微镜的刻度标尺,测量中心环的半径。
根据牛顿环的几何关系,可以推导出玻璃片的厚度。
三、实验意义牛顿环实验的意义在于证明了光的波动性。
在牛顿之前,许多科学家认为光是由颗粒组成的,类似于粒子的运动。
通过牛顿环实验,牛顿可以证明光在不同介质中传播时的折射和反射行为,并且可以解释这些现象是由波动产生的。
此外,牛顿环实验还有其他实际应用,例如可以用于测量透明介质的厚度、确定透镜的曲率等。
通过观察牛顿环的变化,可以得出有关物质性质和光学性质的信息。
四、实验局限性和改进尽管牛顿环实验具有重要的科学意义,但也有一些局限性。
首先,该实验要求光源非常强烈和准直,以便在玻璃片上形成明亮的环条纹。
其次,显微镜的调节需要非常精确,才能准确测量中心环的半径。
这些因素限制了牛顿环实验的应用范围。
为了克服这些局限性,人们进行了一些改进。
例如,可以使用更灵敏的光源和更高分辨率的显微镜。
还可以结合计算机图像处理技术,自动测量牛顿环的参数,提高实验的准确性和效率。
牛顿环与干涉条纹
牛顿环与干涉条纹牛顿环和干涉条纹是光学实验中常见的现象,它们揭示了光束与光波的相互作用,以及光的波动性质。
在这篇文章中,我将介绍牛顿环和干涉条纹的原理、应用以及对我们理解光学现象的重要意义。
一、牛顿环牛顿环是指在一块平面透明介质(如玻璃片)与一个凸透镜接触的部分,当通过这个接触面的光束受到干涉时,形成一系列的亮暗环,这就是牛顿环。
这个现象是由于光波在介质中传播速度的差异引起的。
牛顿环的产生是基于干涉原理。
当一束平行光通过介质与凸透镜接触的界面时,其中的一部分光会发生折射,而另一部分则会被反射。
当折射光和反射光再次相遇时,它们会发生干涉。
由于光波的相位差,干涉将导致亮暗环的形成。
牛顿环的亮暗环由下陷部分和凸起部分组成。
在下陷部分,光程差为整数倍的波长,两束光发生相长干涉,所以此处会出现明亮的环。
而在凸起部分,光程差为奇数个半波长,两束光发生相消干涉,导致暗环形成。
通过观察这些环的直径,可以计算出介质的折射率。
牛顿环的应用非常广泛。
例如,在显微镜的调焦系统中,牛顿环可以用来评估物镜和玻璃片之间的间隙、验证透镜的曲率半径。
此外,牛顿环还被用于测量介质的厚度和表面的平整度。
二、干涉条纹干涉条纹是另一种常见的光学现象。
它们是通过将两束光的干涉来形成的,其中一束光在接受光学元件(如光源、透镜或分波器)的作用后,与另一束光叠加在一起。
这种光的叠加导致了明暗相间的条纹的形成。
干涉条纹的出现是因为光波的相位差所致。
当两束光波相遇时,它们的相位可能完全一致,也可能有一定的差异。
如果两束光的相位完全一致,它们将发生相长干涉,形成明亮的条纹。
而如果相位差达到半波长,光波将发生相消干涉,条纹将变暗。
干涉条纹在实际应用中有着广泛的用途。
例如,在光学显微镜中,通过观察干涉条纹的变化,可以推导出被观察物体的折射率、厚度和表面形状。
此外,干涉条纹还被应用于衍射仪、干涉仪等精密测量领域。
三、对光学理解的意义牛顿环和干涉条纹这两个实验现象,给了我们很多有关光的本质和行为的启示。
牛顿环实验与光的干涉解析双光束干涉现象
牛顿环实验与光的干涉解析双光束干涉现象牛顿环实验是一种经典的光的干涉实验,它可以帮助我们理解光的干涉现象以及光的波动性质。
在这个实验中,一束平行光照射到一个凹透镜与平板玻璃之间,通过观察实验现象,我们可以探索光的波动性质。
首先,我们来了解一下牛顿环实验的基本原理。
在实验中,一束平行光照射到一个凹透镜上,形成了一个中心发散的光源。
当这束光通过凹透镜后照射到平板玻璃上时,它会在玻璃的上表面和下表面发生反射和折射。
这两个过程都会导致光的干涉。
具体来说,当光从光源经过凹透镜照射到平板玻璃上时,光会分为两束:一束直接照射到平板玻璃上,另一束经过一次反射后才照射到平板玻璃上。
这两束光的路径差决定了干涉的程度。
当两束光的路径差是整数倍的波长时,它们会相干叠加并形成明亮的干涉环。
这些明亮的环被称为牛顿环。
而当两束光的路径差是半整数倍的波长时,它们会相消干涉,形成暗纹。
通过观察牛顿环的分布,我们可以得到一些有关光的干涉的信息。
例如,通过计算牛顿环的半径,我们可以测量光的波长。
根据牛顿环的半径和凹透镜的曲率半径,可以推导出凹透镜的半径。
此外,牛顿环实验还有一种扩展,即双光束干涉现象。
在这个现象中,实验装置中加入了分束器,使光分成两束,然后再次合并在一起。
这种实验可以进一步探索光的干涉现象,并通过改变分束器的位置和角度来观察干涉的变化。
总之,牛顿环实验是一种重要的光的干涉实验,通过它我们可以深入了解光的波动性质以及干涉现象。
通过实验的观察和分析,我们可以测量光的波长和器件的特性。
这个实验不仅有助于加深我们对光学原理的理解,也具有实际的应用价值。
通过牛顿环实验的研究,我们可以更好地理解光的干涉现象,并应用到相关领域。
例如,牛顿环的应用包括光学薄膜的研究、表面粗糙度的检测以及液体折射率的测量等。
这些应用都依赖于对光的干涉的深入理解,并能够通过实验来验证和应用。
在未来的研究中,我们可以进一步探索牛顿环实验的应用领域,并尝试改进实验装置和技术,以提高实验的准确性和可靠性。
牛顿环实验中的干涉现象分析
牛顿环实验中的干涉现象分析牛顿环实验是一种常见的实验方法,用于观察和研究光的干涉现象。
这种实验通过在一块透明介质上放置一块凸透镜,并使其与平面透镜接触,能够产生一系列的干涉环。
在这里,我们将对牛顿环实验中的干涉现象进行分析。
首先,我们来了解一下光的干涉是什么。
光的干涉是指两束或多束光波相互叠加形成干涉图样的现象。
在牛顿环实验中,通过透镜将光线聚焦到试样上,光线会在试样的上表面和下表面发生反射,然后再次聚焦到一个观察屏幕上。
当光线在试样表面进行反射时,反射光与入射光之间会发生干涉,产生一系列交替明暗的环状条纹,即所谓的牛顿环。
其次,我们需要了解牛顿环的形成原理。
牛顿环形成的原理是光的相干性和干涉的性质。
当试样表面在与透镜接触的地方形成一个微小的空气凸起时,会导致在光的传播过程中产生了一种相位差。
这种相位差会引起反射光与入射光之间的干涉现象。
根据菲涅耳反射定律,反射光与入射光之间的相位差为2π乘以反射波的光程差除以光的波长。
根据这个原理,我们可以计算得出牛顿环的明暗条纹位置和形态。
在实验中,牛顿环的明暗条纹遵循一定的规律。
在中心位置,即距离透镜最近处,产生一条最亮的圆环,称为中心亮环。
接下来,紧邻中心亮环的是一条暗环,再接下来是一条亮环。
依次类推,亮暗环交替出现,直到达到最外侧的一条暗环。
这个规律的成因是相位差导致的。
当光程差为奇数倍波长时,产生的是暗环;当光程差为偶数倍波长时,产生的是亮环。
牛顿环实验不仅可以用来观察干涉现象,还可以通过测量牛顿环的半径来计算试样表面的曲率半径。
根据几何光学的原理,可以推导出牛顿环半径与试样曲率半径之间的关系。
利用这个关系,我们可以通过测量牛顿环的半径来获得试样表面的曲率半径信息,从而达到精确测量的目的。
除了牛顿环实验,还有其他一些干涉现象的实验方法,如杨氏双缝实验和菲涅耳双棱镜实验。
这些实验方法在光学研究中发挥着重要的作用。
它们不仅可以帮助我们理解光的本质和性质,还可以应用于光学仪器的制造和精确测量中。
牛顿环实验的总结
牛顿环实验的总结引言牛顿环实验是一个经典的干涉实验,由英国科学家牛顿于1665年首次提出。
该实验通过观察在两个透镜之间形成的干涉环,来研究光的干涉现象。
牛顿环实验不仅在光学领域中具有重要的意义,也广泛应用于其他学科领域,如材料科学和表面形貌测量。
实验原理牛顿环实验的原理基于光的干涉现象。
当平行的光线在两个透镜或透镜的一个表面与平板玻璃相交时,由于光的反射和折射现象,会在两个界面之间形成干涉,从而形成一系列圆环纹理。
这些圆环纹理即为牛顿环。
牛顿环的产生与光的波长、光的相位差以及光线的角度等因素有关。
当牛顿环的中心是暗区时,两个界面间的光程差为奇数倍的半波长;当牛顿环的中心是明区时,两个界面间的光程差为偶数倍的半波长。
实验步骤1.准备实验装置:将一个平板玻璃放在支架上,并在平板玻璃上放置一个透镜,使透镜与平板玻璃接触,并与一光源相对。
2.调整光源和透镜的位置:将透镜移到光源的焦点处,调整光源的位置,使得光线在透镜上垂直入射。
3.观察牛顿环:通过目镜观察透镜与平板玻璃接触处的光环,记录其外径和内径。
4.测量:使用尺子或显微镜测量不同环的径,记录数据。
实验结果分析通过进行牛顿环实验,我们可以得到一系列牛顿环的半径数据。
根据这些数据,我们可以进行进一步的分析。
根据牛顿环半径的关系计算光的波长根据牛顿环的半径和透镜的曲率半径等数据,可以使用以下公式计算光的波长:公式公式其中,r为牛顿环半径,R为透镜的曲率半径,m为干涉级数,λ为光的波长。
分析介质的厚度通过测得的牛顿环数据,可以计算出介质的厚度。
分析透镜的曲率半径通过测量不同级别的牛顿环半径,可以计算透镜的曲率半径。
实验应用牛顿环实验在实际应用中有许多重要的应用:1.表面形貌测量:通过测量牛顿环的半径,可以计算出被测表面的形貌。
2.材料薄膜厚度测量:牛顿环实验常用于测量材料薄膜的厚度,通过测量牛顿环的径可以获得薄膜的厚度信息。
3.材料透明度测试:通过测量牛顿环的亮度和环的半径,可以计算材料的透明度。
牛顿环干涉条纹特点
牛顿环干涉条纹特点
嘿,朋友们!今天咱来聊聊牛顿环干涉条纹那些超有意思的特点呀!
你看啊,牛顿环干涉条纹就像是大自然给我们变的一个神奇魔术。
那一圈圈明暗相间的条纹,多像一个个神秘的光环呀!
这些条纹特别有规律,就好像是排好队的小士兵一样整齐。
它们从中心向外扩散,一环一环的,可有意思啦!而且啊,那明条纹和暗条纹的交替出现,就像是白天和黑夜在轮流值班呢。
你说这是不是很神奇?想象一下,要是没有这些神奇的条纹,我们该少了多少乐趣呀!
这些条纹的宽窄也不一样哦!靠近中心的地方条纹窄一些,越往外就越宽。
这多像一个逐渐变大的扇子呀!而且它们的清晰度也特别高,就像是用高清相机拍出来的一样。
还有啊,这些条纹的颜色也不是一成不变的。
在不同的光线下,它们会呈现出不同的色彩,有时候是五彩斑斓的,就像彩虹一样美丽。
这是不是很奇妙呢?
牛顿环干涉条纹的存在可不仅仅是为了好看哦!它还能帮助我们了解很多关于光的奥秘呢。
它就像是一把钥匙,能打开光的神秘大门,让我们看到光的各种奇妙之处。
我们在生活中其实也能看到类似的现象呀,只是可能我们没有留意罢了。
就好比说,有时候我们在水面上看到的一圈圈涟漪,那是不是也有点像牛顿环干涉条纹呢?
所以呀,大家可别小瞧了这些看似普通的条纹,它们里面蕴含着大大的学问呢!我们要带着好奇的心去观察它们,去探索它们背后的故事。
总之,牛顿环干涉条纹真的是太有趣啦!它们是大自然送给我们的一份特别礼物,让我们感受到了光的神奇和美妙。
我们要好好珍惜这份礼物,好好去研究它,让它为我们的生活增添更多的色彩和乐趣!
原创不易,请尊重原创,谢谢!。
牛顿环实验中的干涉原理分析
牛顿环实验中的干涉原理分析牛顿环实验是干涉领域中经典而重要的实验之一。
该实验通过观察在光线通过玻璃片与凸透镜表面之间产生的干涉圆环,揭示了光的干涉现象以及干涉的原理。
本文将从光的干涉原理、牛顿环实验的基本原理以及其应用等方面来分析牛顿环实验。
在探究牛顿环实验之前,首先需要了解光的干涉原理。
干涉是光波传播过程中的一种现象,当两束或多束光波相遇时,会发生叠加干涉,产生干涉条纹。
干涉现象可以由光波的波动性解释。
光波在空间中传播时,会形成波前,波前可看作是在给定时间内,波面上各个点的集合。
当两束光波的波前相遇时,由于光波的干涉叠加效应,波前会发生位移,从而在空间中形成干涉条纹。
接下来,我们来具体分析牛顿环实验的基本原理。
牛顿环实验是利用薄透镜调制相干光的干涉效应实现的。
在实验过程中,将一个光源照射到凸透镜上,并且在透镜的另一侧放置一块平行玻璃片。
当光线通过透镜后,部分光线被玻璃片所反射,另一部分光线直接透过玻璃片。
这些反射和透射的光线叠加在一起,形成了干涉现象。
在透镜和平行玻璃片之间,由于透镜表面与玻璃片表面之间存在微小的空气层,光线在通过这个空气层时会发生折射。
折射导致透射光线与玻璃片反射光线之间存在相位差,而这个相位差对应着发生干涉的波长。
根据干涉的条件,当相位差满足某一特定的条件时,会出现明暗相间的干涉圆环。
牛顿环实验中的干涉圆环呈现明暗相间的特点,暗环是由两束相干光波的波峰与波谷相遇形成的,而明环则是由波峰与波峰相遇形成的。
对于同心圆环而言,每个圆环对应的光程差都是相同的。
在光程差相等的情况下,当相位差为整数倍的波长时,就会形成明环。
而当相位差为半整数倍的波长时,就会形成暗环。
牛顿环实验的基本原理不仅为我们理解干涉现象提供了一个经典的范例,而且也有着广泛的应用。
例如,在镜片和透镜的加工与检验过程中,我们可以利用牛顿环实验来检验透镜的曲率半径以及表面的平整度。
此外,在光学仪器中,牛顿环实验也被应用于薄透镜的测量和干涉光谱仪的构建中。
牛顿环形成的干涉条纹特点
牛顿环形成的干涉条纹特点牛顿环,这名字听着有点高深,但其实它是一个超级有趣的物理现象,大家都能理解,只要你了解一点点干涉现象就行。
我们都知道,光是很神奇的东西,它不单单是我们眼睛能看到的东西,还可以穿透物体、反射、折射,甚至做出各种让你瞠目结舌的事情。
而牛顿环就是其中一个神奇的玩意儿。
你知道那种从透明玻璃上看到的一圈圈的彩色环吗?就像那些我们小时候放学后路过商店橱窗里看到的彩色光圈,闪闪发亮,五光十色。
其实那就是牛顿环的“身影”。
那么这些环为什么会出现呢?这就跟光的干涉有关系。
先来个简单粗暴的科普吧。
你应该知道,光有波的特性。
就像水面上的波纹一样,光波也是有峰和谷的,光的波峰和波谷能发生“碰撞”,当它们互相“撞击”时,有时候会“合成”出更强的光,有时候却会“相互抵消”,就像你和朋友一起喊话,有时候一起喊就特别大声,有时候你一喊他就不想说话了,那就是“干涉”了。
所以啊,牛顿环就出现在了这种“干涉”的舞台上。
这干涉现象可不是随便哪儿都能看到的,它要求条件得挺特殊的。
一般来说,牛顿环得在透明物体之间的两个平面上才能形成。
例如,你把一片薄玻璃放在一个凹面镜上,或者把一块非常薄的油膜铺在水面上,这时候光在这两个平面之间来回折射和反射,波峰和波谷之间相互“较劲”,就产生了各种不同的颜色,形成了牛顿环。
就好比是你在水面上扔下两颗石子,波纹在水面上交织,最后形成了图案。
牛顿环的颜色变化,也是因为光的波长不同,干涉的效果也不同。
牛顿环的这些彩色条纹到底有什么特点呢?嗯,它们通常是同心圆的。
这就像你在池塘里丢一颗石子,水面上肯定会有一圈一圈的波纹,牛顿环就是这样,一圈接一圈,看起来就像一个巨大的彩色靶心。
可是呢,大家别以为这些圈圈是随便排列的,它们其实是有规则的!就是内圈和外圈之间的距离,光谱的颜色会发生变化。
内圈通常是红色或黄色,外圈可能是蓝色或者紫色。
哦,对了,这个颜色顺序也有点“拗口”,它跟光波的干涉关系密切,波长大的光,像红色,就在里面,波长小的光,像蓝色,就在外面,简直是个“反向”排列的彩虹。
牛顿环干涉实验报告
牛顿环干涉实验报告牛顿环干涉实验是一种经典的干涉实验,它是通过光的干涉现象来研究光的性质和特点的。
在这个实验中,我们使用了一块玻璃片和一块凸透镜,通过在两者之间形成的薄膜空气层引起的干涉现象,来观察和研究光的干涉特性。
本报告将对我们进行的牛顿环干涉实验进行详细的描述和分析。
首先,我们在实验室里准备好了所需的实验器材,一块玻璃片和一块凸透镜。
然后,我们将玻璃片放在凸透镜上方,使得它们之间形成了一个薄膜空气层。
接着,我们将白光照射到这个薄膜空气层上,并观察到了一系列明暗相间的彩色光环,这就是牛顿环干涉实验中的干涉条纹。
通过调节凸透镜和玻璃片之间的距离,我们可以观察到干涉条纹的变化,从而对光的干涉现象有了更深入的认识。
在实验过程中,我们发现随着凸透镜和玻璃片之间距离的变化,干涉条纹的间距也会发生变化。
通过测量不同位置的干涉条纹间距,我们得到了一组数据,并利用这些数据进行了进一步的分析。
我们发现,干涉条纹的间距与光的波长和薄膜空气层的厚度有着密切的关系,这与光的干涉理论相吻合。
通过这次实验,我们深入了解了牛顿环干涉实验的原理和特点,对光的干涉现象有了更清晰的认识。
同时,我们也掌握了一些实验技术和数据处理方法,为今后的实验研究打下了良好的基础。
通过这次实验,我们不仅加深了对光学知识的理解,也提高了实验操作和数据分析的能力。
总之,牛顿环干涉实验是一种重要的光学实验,通过这次实验,我们对光的干涉现象有了更深入的认识,也提高了实验操作和数据处理的能力。
这对于我们今后的学习和科研工作都具有重要的意义。
希望通过我们的努力,能够为光学领域的研究和发展做出一些贡献。
以上就是我们进行的牛顿环干涉实验的报告,希望能够对大家有所帮助。
谢谢!。
牛顿环实验与光的干涉解析干涉条纹的现象
牛顿环实验与光的干涉解析干涉条纹的现象干涉现象是光学中一种重要的现象,指的是光波相遇或叠加时产生的干涉条纹。
牛顿环实验则是一种经典的干涉实验,通过该实验可以探究光的干涉现象并解析干涉条纹的特点与规律。
牛顿环实验是由英国物理学家牛顿在17世纪末发现的。
这一实验通过在透明介质(如玻璃片)与光源之间放置凸透镜,然后观察在透镜与玻璃片的接触面上形成的一组圆环,以研究透镜的薄厚度、介质折射率等性质。
这些圆环即为牛顿环,由光的干涉产生。
在牛顿环实验中,当透镜与玻璃片接触时,透镜与玻璃片之间存在微小的空气层。
光波从光源射入透镜,经过透镜后,会发生折射现象,入射光波会被折射成弯曲的光线。
这些折射的光线在透镜与玻璃片的交界面上反射,并再次折射回玻璃片内部。
在这一过程中,由于空气层的存在,光波会发生干涉现象。
干涉是由于光波叠加所产生的结果,波峰与波谷的叠加会形成明暗相间的条纹,即干涉条纹。
而牛顿环实验中的干涉条纹呈现出一组同心圆环的形态。
干涉条纹的特点与规律可以通过下面的解析来说明。
设透镜与玻璃片接触表面为S,圆心为O,半径为r,P点为干涉条纹上的一点,距离圆心O的距离为r0,如图所示。
[图片]从图中可以看出,当光波从空气层射入透镜后,会在圆心O附近发生相位差。
当r0小于半波长时,相位差为0,此时光波仍然处于同相位。
而当r0等于半波长时,相位差为π,此时光波处于相反相位。
根据干涉条纹的形成原理,可以得出以下规律:1. 干涉条纹由一组同心圆环组成,圆心处为暗纹,而离圆心越远的位置则为明纹。
这是因为相位差的变化导致光波的干涉形成了明暗相间的条纹。
2. 干涉条纹的间距随距离圆心的增加而增大,即每一对相邻的明纹或暗纹之间的间距随着半径的增加而增大。
3. 干涉条纹的间距与入射光的波长有关,当入射光的波长变大时,干涉条纹的间距也会增大。
通过牛顿环实验与干涉条纹的解析,我们可以进一步研究光的干涉现象,探究光的波动性质。
这一实验也为光学领域中的其他研究和应用提供了重要的基础。
简述牛顿环装置的干涉原理
简述牛顿环装置的干涉原理牛顿环装置的干涉原理其实是个挺有趣的话题,咱们先从基本概念入手,接着再深入聊聊它的魅力。
牛顿环的名字是源自伟大的科学家牛顿,他可是个大咖,基本上把光的性质给搞得明明白白。
简单来说,牛顿环装置主要用来研究光的干涉现象,这可是光的奇妙特性之一。
想象一下,咱们把一块透明的玻璃片和一个凸透镜放在一起,中间留出一点空隙,然后把光线照射过去,就能看到一些神奇的图案。
1. 干涉原理基础1.1 光的波动性你知道吗,光其实是波动的,不信你看海浪,光线也是在波动的状态中传播的。
就像当两个人同时在水面扔石子,会形成一圈一圈的波纹一样。
牛顿环正是利用了这种波动现象,通过让两束光相遇并叠加,产生了干涉现象。
真是个小魔术,对吧?1.2 干涉条纹的形成当两束光重叠在一起时,如果它们的波峰和波峰、波谷和波谷重合,就会相互增强,形成亮区;而如果波峰和波谷重合,哎呀,那就互相抵消了,形成暗区。
这种亮暗交替的效果,就是我们看到的牛顿环。
就像是在晚会上,两种不同的舞步交替出现,让整个场面活力十足,令人目不暇接!2. 牛顿环的观察与应用2.1 如何观察牛顿环观察牛顿环可不是一件难事,咱们只要把光源放好,调整好镜头角度,就能看到那些美丽的干涉条纹。
你可能会发现,环的颜色五光十色,像彩虹一样,这就是不同波长的光线干涉的结果。
没错,就是这么简单,谁都能来试试,只要有耐心。
2.2 在科学中的应用你可能不知道,牛顿环在科学研究中可是个大忙人哦!它不仅用于测量光的波长,还能在材料科学中帮助检测材料的厚度和均匀性。
比如说,科学家可以通过观察环的变化,判断出材料的缺陷和不均匀,真是个利器呢。
这就像是在挑选水果时,仔细观察果皮的光泽与色泽,才能挑到最好吃的那一个。
3. 小结与思考3.1 干涉现象的魅力所以说,牛顿环的干涉原理让我们看到了光的另一面。
它不仅是科学的工具,更像是一扇窗户,打开了我们对世界的认知。
光与光之间的“斗舞”,让我们领略到科学的奇妙与美丽,真是让人感慨万千。
光的干涉与牛顿环实验
光的干涉与牛顿环实验光的干涉和牛顿环实验是光学领域中重要的实验现象和研究内容。
本文将通过描述光的干涉和牛顿环实验的原理、实验装置和实验观察结果,以及对其应用领域的介绍,全面探究光的干涉与牛顿环实验。
一、干涉现象的原理和实验装置光的干涉是指光波的超波程叠加或超波程相减所产生的明暗交替现象。
根据干涉的构成条件可分为相干光的干涉和非相干光的干涉。
相干光的干涉即是指光源自同一器件,且有恒定的相位差,如来自一道光源的两束光。
非相干光的干涉则是指光源自不同器件,或有随机变化的相位差,如来自两个独立的光源。
干涉现象的产生需要满足一定的条件,包括相干光源、干涉装置和检测器。
干涉实验装置主要包括分波器、光程差装置和观察屏。
分波器用于将来自相干光源的光波分为两束,以产生干涉效应。
光程差装置用于在两个光路中引入不同的光程差,以控制干涉效应的位置和条纹间距。
观察屏通常是一个平滑的透明屏或光敏屏,用于表现干涉条纹或干涉环。
二、牛顿环实验的原理和实验装置牛顿环实验是光的干涉实验中的一个重要实验现象。
牛顿环实验通过观察接触光学元件如透镜或玻璃片与平面玻璃表面之间的干涉条纹或干涉环,可以测量出透镜的曲率半径和透镜的折射率等光学参数。
牛顿环实验的实验装置主要包括平面玻璃表面、凸透镜、白光源、观察屏和显微镜。
实验时,平面玻璃表面和凸透镜通过真空吸附在一起,形成一个接触系统。
白光源照射到接触系统上,经过透镜折射,产生干涉现象,干涉条纹或环由观察屏和显微镜实时观察和记录。
三、光的干涉和牛顿环实验的观察结果在光的干涉实验中,观察到的结果通常是干涉条纹或干涉环。
干涉条纹呈现出明暗相间的直线或曲线形状,条纹间距与光源的波长和光程差有关。
干涉环则是由圆环状的明暗交替组成,半径和光源到接触表面的距离有关。
通过观察这些条纹和环的数量和位置变化,可以推测出光的传播性质、光学器件的参数,以及光源的特性。
在牛顿环实验中,观察到的结果常表现为亮暗相间的干涉条纹或环状结构。
牛顿环干涉公式
牛顿环干涉公式牛顿环是一种常见的干涉现象,它是由于光在透明介质表面反射和透射时的干涉引起的。
而牛顿环干涉公式则是用来描述和计算牛顿环干涉的一种数学公式。
牛顿环干涉公式可以用来计算光在透明介质表面反射和透射时的干涉现象。
牛顿环实验通常使用一个凸透镜和一个平凸透镜,将两个透镜放置在一起组成一个空气薄膜,然后通过光源照射到空气薄膜上。
当光通过空气薄膜时,会发生反射和透射,造成干涉现象。
我们可以通过牛顿环干涉公式来计算出干涉的结果。
牛顿环干涉公式可以表示为:r^2 = m * λ * R其中,r是第m个暗环的半径,λ是光的波长,R是透镜的半径。
牛顿环干涉公式的推导过程较为复杂,这里我们不展开讨论。
但可以通过这个公式来计算出牛顿环的半径。
牛顿环干涉公式的应用非常广泛。
在实际应用中,我们可以通过测量牛顿环的半径来得到光的波长。
这对于光学实验和研究非常重要。
此外,牛顿环干涉公式还可以用来研究材料的光学性质和厚度的变化。
牛顿环干涉公式的使用需要注意几个关键点。
首先,要保证实验条件的准确性,如光源的稳定性和透镜的几何形状等。
其次,要注意透镜的半径和波长的单位要一致,以避免计算错误。
最后,要注意牛顿环干涉公式只适用于理想的条件下,实际应用中可能会存在一些误差。
总结一下,牛顿环干涉公式是用来计算牛顿环干涉现象的一种数学公式。
它可以用来计算光在透明介质表面反射和透射时的干涉结果。
牛顿环干涉公式的应用非常广泛,可以用来研究光的波长、材料的光学性质和厚度变化等。
在使用牛顿环干涉公式时需要注意实验条件的准确性和公式的适用范围,以保证计算结果的准确性。
牛顿环光波的干涉现象
牛顿环光波的干涉现象牛顿环是光的干涉现象之一,由于其在实验上的简单性和对光波性质的深入理解,成为了光学实验中常见的现象之一。
下面将以牛顿环光波的干涉现象为主题,探讨其特点、产生原理及应用。
一、牛顿环光波的特点牛顿环是在平面玻璃片和凸透镜背面所形成的一系列光的明暗相间的圆环。
其特点体现在以下几个方面:1. 明暗相间:在光源的照射下,平面透明物体(如玻璃片)与凸透镜之间形成一系列明暗相间的圆环,形如靶纹。
2. 中心亮点:在牛顿环的中心位置,形成亮点,亮度逐渐减弱向外远离中心。
3. 圆环半径变化:从中心向外,牛顿环的半径逐渐增大,并且随着距离的增加逐渐变小。
4. 颜色变化:沿着同一个圆环,颜色由深紫、蓝、绿、黄、橙、红色等依次变化。
二、牛顿环光波干涉的产生原理牛顿环光波的干涉是由于光的干涉现象导致的。
产生牛顿环光波干涉的原理主要有以下两个方面:1. 光的波动性:光具有波动性质,当光线从空气(折射率n1)射入到玻璃片(折射率n2)时,由于两种介质的折射率不同,光线发生了折射,引起了相位的差异。
2. 光的干涉:当平面透明物体(如玻璃片)与凸透镜受到光源的照明时,光线从凸透镜背面射出,在平面玻璃片和凸透镜之间形成了干涉现象。
光线经过反射和透射之后,在两个介质之间发生相位差,导致干涉现象的出现。
三、牛顿环光波干涉的应用牛顿环光波干涉作为一种重要的光学现象,其应用也非常广泛。
以下是几个牛顿环光波干涉的应用领域:1. 非接触式测量:利用牛顿环光波干涉现象,我们可以测量透明材料的曲率半径和薄膜的厚度。
这种测量方法可以实现非接触式的测量,避免了物体表面的损坏。
2. 光学显微镜:牛顿环光波干涉现象可以用于光学显微镜的设计中,可实现高分辨率和放大倍数的显微观察。
该技术在生物医学研究以及微观结构观察方面有重要应用。
3. 材料表征:借助牛顿环光波干涉现象,可以对材料的光学性质进行表征。
通过测量干涉圆环的直径和颜色变化,我们可以得到材料的折射率和厚度等物理参数信息。
牛顿环干涉现象
牛顿环干涉现象
牛顿环干涉简介
干涉现象是光的波动说的有力证据之一。
太阳光照射在肥皂泡或水面上的油膜时,呈现出的彩色条纹,就是光的干涉现象。
要产生干涉,两束光必须满足相干条件:频率相同、振动方向相同、相位差恒定。
实验中获得相干光的方法一般有两种:分波阵面法和分振幅法。
等厚干涉属于分振幅法。
17世纪初,物理学家牛顿在制作天文望远镜时,偶然发现将一曲率半径大的凸透镜放在平面玻璃上时,其接触点出现明暗相间圆环花样,这是光的干涉现象,这种光学现象被称为“牛顿环”。
由于牛顿是坚持光的微粒学说,未能对此作出解释。
牛顿环的干涉应用材料的球面度,平整度及光洁度的检验。
牛顿环干涉的基本原理
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。
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。
牛顿环干涉公式
牛顿环干涉公式引言:干涉是光学中重要的现象之一,它揭示了光的波动性质和波动光学的基本原理。
牛顿环干涉是一种经典的干涉实验,通过测量干涉圆环的直径和半径可以得到干涉现象的相关参数。
本文将介绍牛顿环干涉公式的推导和应用。
一、牛顿环干涉公式的推导1. 实验装置牛顿环干涉实验通常使用的装置是一个凸透镜和一块平行玻璃板。
平行玻璃板上有一个凸起的圆环区域。
2. 干涉原理当平行光照射到平行玻璃板上时,由于平行玻璃板的存在,光线会发生折射和反射。
在接触平行玻璃板的地方,光线会发生相位差,导致干涉现象的出现。
3. 干涉公式的推导设平行光照射到平行玻璃板上的入射角为i,折射角为r,反射系数为R,透射系数为T。
根据几何关系和波动光学的理论,可以推导出牛顿环干涉公式:d = sqrt((m * λ * r) / (2 * (n - 1)))其中,d为干涉圆环的直径,m为环数,λ为入射光波长,r为入射角,n为平行玻璃的折射率。
二、牛顿环干涉公式的应用1. 测量折射率利用牛顿环干涉实验,可以测量出平行玻璃的折射率。
通过测量不同环数下的直径,代入干涉公式,可以求解出折射率的值。
2. 检测透明薄膜的厚度透明薄膜在光学器件中具有重要的应用。
利用牛顿环干涉实验,可以测量透明薄膜的厚度。
通过测量不同环数下的直径,代入干涉公式,可以求解出薄膜的厚度。
3. 研究光学材料的性质牛顿环干涉实验可以用于研究光学材料的性质,如折射率随波长的变化等。
通过测量不同波长下的干涉圆环直径,可以得到折射率随波长的变化规律。
4. 探索光的波动性质牛顿环干涉实验是一种直观的光学实验,可以用来展示光的波动性质。
通过观察干涉圆环的形态和变化,可以深入理解光的波动特性。
结论:牛顿环干涉公式是牛顿环干涉实验的基本公式,通过该公式可以推导出干涉圆环的直径与相关参数的关系。
牛顿环干涉实验不仅可以用于测量折射率和薄膜厚度,还可以研究光学材料的性质和探索光的波动性质。
牛顿环干涉实验在光学领域具有广泛的应用和重要的意义。
牛顿环光的干涉现象之一
牛顿环光的干涉现象之一在自然科学领域中,光的干涉现象一直是研究的热点之一。
其中,牛顿环光的干涉现象是其中一种经典且重要的现象之一。
本文将重点介绍并分析牛顿环光的干涉现象,探讨其原理和应用。
牛顿环光的干涉现象是由光的干涉引起的,而光的干涉是由光波的相干性质所决定的。
早在17世纪,大科学家牛顿就通过实验观察和研究光的干涉现象。
他通过将平凸透镜和平凹透镜的两个曲面接触在一起,使得透镜表面形成了一系列圆形的光环。
这些光环被称为牛顿环。
牛顿环光的干涉现象可以通过光的波动理论进行解释。
当平行光照射到平凸透镜和平凹透镜接触面上时,光波会在两个介质之间发生反射和折射。
在接触面上,由于透镜弯曲的几何形状,光在不同位置处的路径差是不同的。
这种路径差会导致波峰和波谷的干涉,从而形成明暗相间的牛顿环。
牛顿环光的干涉现象在实际应用中具有广泛的用途。
首先,它可以用来检测光学元件的质量。
通过观察牛顿环的形状和密度,我们可以判断出光学元件表面的平整度和质量。
其次,牛顿环还可以用于测量透镜的曲率半径和透镜与平面玻璃片之间的空气薄膜厚度。
这些测量对于光学仪器的制造和校准非常重要。
此外,牛顿环还可以用于测量液体的折射率和薄膜的厚度,广泛应用于材料科学和化学领域等。
除了实际应用,牛顿环光的干涉现象还在光学理论研究中扮演着重要的角色。
干涉现象的研究不仅深化了对光的波动性质的理解,还为光的量子性质的研究提供了重要的参考。
光的干涉现象也是今天现代光学研究中不可或缺的一部分,对于开展更深入的光学研究具有重要的意义。
总结起来,牛顿环光的干涉现象是光的干涉引起的一种经典现象。
通过光波的反射和折射,牛顿环形成了明暗相间的光环。
牛顿环的干涉现象在实际应用中用于检测光学元件的质量和测量液体的折射率等,同时也在光学理论研究中具有重要的意义。
对于理解光的波动性质和量子性质,以及推动光学研究的深入发展都起到了重要的推动作用。
通过对牛顿环光的干涉现象的深入研究,我们可以更好地理解光的行为和性质,推动光学技术的发展。
光的等厚干涉牛顿环实验数据
光的等厚干涉牛顿环实验数据光的等厚干涉是一种重要的实验现象,它揭示了光波的干涉特性和光的波动性质。
其中,牛顿环实验是一种经典的光的等厚干涉实验,通过观察牛顿环的形态和变化,我们可以研究光波的特性和光学材料的性质。
牛顿环实验的原理是利用平行光照射到一个凸透镜的平面表面上,形成一系列的等厚干涉圆环。
这些圆环的直径和颜色随着观察点的变化而变化,从而提供了丰富的实验数据。
实验数据的分析可以帮助我们了解光波的传播和干涉现象的规律。
我们观察到牛顿环的直径随着观察点到透镜中心的距离的增加而增大。
这是因为透镜对光的聚焦作用,使得离透镜中心较远的地方光程差较大,因此产生了较大的等厚干涉圆环。
而离透镜中心较近的地方光程差较小,产生了较小的等厚干涉圆环。
我们注意到牛顿环的颜色也随着观察点的变化而变化。
这是因为光的波长对干涉现象的影响。
根据干涉现象的理论,当两束光波相遇时,如果它们的波长相同,就会出现明暗相间的干涉条纹。
而如果它们的波长不同,就会出现彩色的干涉条纹。
因此,当我们观察牛顿环时,可以看到不同颜色的圆环,这是由于不同波长的光波产生的干涉现象。
我们还可以通过牛顿环的形态变化来研究光学材料的性质。
例如,当透镜的半径发生变化时,牛顿环的形状也会发生变化。
这是因为透镜的曲率半径决定了光波的聚焦程度,从而影响了干涉条纹的形态。
通过观察这些形态变化,我们可以推断出透镜的曲率半径和光学材料的折射率等信息。
除了观察牛顿环的形态和颜色,我们还可以利用实验数据计算出一些重要的参数。
例如,我们可以测量出不同观察点处的干涉圆环的半径,并根据这些半径计算出透镜的曲率半径和折射率。
这些参数的计算可以通过一些光学公式和理论来实现,但在这篇文章中不做详细介绍。
在实验过程中,我们还要注意一些误差因素的影响。
例如,透镜表面的不完全平整、实验环境中的气流扰动等都可能会对实验数据产生影响。
因此,在进行实验时需要尽量减小这些误差,并进行多组数据的测量和平均,以提高实验结果的准确性和可靠性。
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实验六、牛顿环干涉
光的干涉现象是光波动性的基本特征之一。
牛顿环干涉是属于用分振幅的方法产生的定域干涉现象,亦是典型的等厚干涉条纹。
“牛顿环”是牛顿在1675年制做天文望远镜时,偶然将一个望远镜的物镜放在平板玻璃上发现的。
在实际工作中,利用牛顿环干涉来测定光波的波长、透镜的曲率半径或检查光学元件表面的光洁度、平整度和加工精度等。
实验目的
1. 观察等厚现象,考察其特点;
2. 掌握一种测量透镜曲率半径的方法;
3. 学习使用读数显微镜。
实验仪器
JXD3型读数显微镜(一套),钠光灯,牛顿环
实验原理
把一块曲率半径相当大的平凸透镜A的凸面放在一块很平的平玻璃B上,
那么在两者之间就形成类似劈尖形的空气薄层。
如图(a)。
如果将一束单色光垂直地投射上去,则入射光
在空气层上下两表面反射且在上表面相遇将产生干涉。
在反射光中形成一系列以接触点O 为中心的明暗相间的光环叫牛顿圈。
各明圈(或暗圈)处空气薄层的厚度相等,故称为等厚干涉。
明、暗环的干涉条件分别是: λλ
δk e =+=2
2 ⋅⋅⋅⋅⋅⋅=,3,2,1k (1)
2
)
12(2
2λ
λ
δ+=+
=k e ⋅⋅⋅⋅⋅⋅=,2,1,0k (2)
其中
2
λ
一项是由于二束相干光线中,其中一束光从光疏媒质(空气)到光密媒质(玻璃)交界面上反射时,发生“半波损失”引起的。
由图(b )可得环半径r 与厚度e 的关系:2
22)(e R r R -== 即: 2
2
2e eR r -=
R 系透镜A 的曲率半径。
由于e R 〉〉,所以上式近似为:
R
r e 22
= (3)
将(3)带入(1)、(2)明、暗环公式分别有
2
)12(2
λ
R
k r +=(明环) ⋅⋅⋅⋅⋅⋅=,3,2,1k (4)
R k r λ=2 (暗环) ⋅⋅⋅⋅⋅⋅=,2,1,0k (5)
由(4)、(5)式可看出:以一定波长λ的光入射到牛顿环上形成干涉条纹后,只要测出某一级明环或暗环的半径,即可测出透镜的曲率半径。
但在实际测量中,暗环较易对准,故以测量暗环为宜。
还有一个要注意的问题是,在实验中利用暗环公式(5),来测定透镜曲率半径R 时是认为接触点O 处(r=0)是点接触,且接触处无脏东西或灰尘存在,但是,实际上由于存在脏物或灰尘及玻璃的弹性形变,接触点是很小的面接触,看到的是一个暗斑。
在
这种情况下,牛顿环的中心和级数k 都不易确定。
而且如果只测量一个环纹的半径,计算结果可能有较大的误差。
为了减少误差,提高测量精度,必须测量距中心较远的、比较清晰的两个环纹的直径。
由(4)、(5)对于第m 圈暗半径
R m r m λ=2
对于第n 圈 R n r n λ=2
两式相减得 λ
λ)(4)(2
222n m D D n m r r R n
m n m --=
--= (6) 实验时波长λ是已知的,所以只要测量第m 和第n 圈直径m D 和n D ,从式(6)就可算出R 来。
实验内容及步骤
一、仪器的调整
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,使牛顿环中心暗斑不要太大。
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。
3.调节读数显微镜的目镜,使十字叉丝清晰;自下而上调节物镜直至观察到清晰的干涉图样。
移动牛顿环仪,使中心暗斑位于视域中心,调节目镜系统,使叉丝横丝与读数显微镜的标尺平行,消除视差(见附录)。
平移读数显微镜,观察待测的各环左右是否都在读数显微镜的读数范围之内。
二、测量牛顿环的直径
取m=15,n=5。
横向改变显微镜筒位置,使叉丝由第15圈外向第15圈移动直至叉丝交点与之重合,读取15C ,继续朝同一方向移动叉丝至第5圈读取5C ;仍按原方向移动叉丝
越过中央暗环,按同样方法读取5
C ' 、15C '。
将牛顿环旋转若干角度,重复以上测量共6次。
注意事项
1.调节显微镜的焦距时,应使物镜筒从待测物移开,使物镜筒自下而上地调节。
严禁将
镜筒反向调节,以免碰伤和损坏物镜和待测物。
2.在一次测量过程中,测微鼓轮应沿一个方向旋转,中途不得反转,以免引起回程差。
思考题
1.是否可以用弦长取代牛顿环直径?
2. 用同样的方法能否测定凹透镜的曲率半径。
参考资料
[1].成正维.大学物理实验.北京:高等教育出版社,2002.12
附录1:数据记录及数据处理
1.数据记录表
牛顿环数据记录表
单位:mm =λ nm
实验室温度 :
实验室相对湿度: (二)数据处理
1.m D 的最佳值及不确定度的计算
(1)m D 的最佳值 ∑==6
1
61i mi m D D
(2)计算m D 的实验标准差
()()∑=--=6
1
2161i m mi m D D D s (按肖准则检查无坏值) (3)计算m D 的平均值的实验标准差
()()6
m
D s D s m =
(4)读数显微镜的示值极限误差m ∆=0.01 mm (5) 合成不确定度:
2
22
2)3
(
)()(m m B A m D s u u D u ∆+=+= 2.n D 的最佳值及不确定度的计算
(1)n D 的最佳值 ∑==6
1
61i ni n D D
(2)计算n D 的实验标准差
()()∑=--=6
1
2161i n ni n D D D s (按肖准则检查无坏值) (3)计算n D 的平均值的实验标准差
()()6
n
D s D s n =
(4)读数显微镜的示值极限误差m ∆=0.01 mm (5) 合成不确定度:
2
22
2)3
(
)()(m n B A n D s u u D u ∆+=+=3. R 的最佳值的计算和不确定度的计算 (1)R 的最佳值的计算
()λ
n m D D R n
m --=
4
(2)R 的不确定度的计算
()()()()()
2
2
21)(n
n
m
m
D u D D u D n m R u +-=
λ
(3)R 的相对不确定度的计算
()()R
R u R E =
4.实验结果表示: mm R 不确定度)最佳值±=( (P=68.3%)
E (R )= %
附录2:JCD
型读数显微镜使用说明书
3
一、用途
JCD3型读数显微镜操作方便,用途广泛,可根据不同需要,完成下列功能:
1、可作长度测量,也可作观察使用。
如测孔距、直径、直线距离及刻线宽度等。
配用牛顿圈还可以测定光的波长及透明介质的曲率半径等。
2、扩大一般读数显微镜的使用范围,可根据不同使用要求在不同方向上测量及观察。
3、显微镜可置水平和垂直位置,能搭成各种测试装置。
4、配备测微目镜和物方测微器,可测量显微镜的放大率和玻璃平板的折射率。
二、技术性能
1、光学系统性能
2、测量范围
纵向50毫米,最小读数值0.01毫米;升降方向40毫米,最小读数值0.1毫米。
3、测量精度:纵向测量精度为0.02毫米。
4、观察方式:45º斜视。
5、仪器外形尺寸:195×155×285(毫米)
6、仪器净重:8.5公斤。
三、仪器结构
1、目镜接筒,
2、目镜,
3、锁紧螺钉,
4、调焦手轮,
5、标尺,
6、测微鼓轮,
7、锁紧手轮I,
8、接头轴,
9、方轴,10、锁紧手轮II,11、底座,12、反光镜旋轮,13、压片,
14、半反镜组,15、物镜组,16、镜筒,17、刻尺,18、锁紧螺钉, 19、棱镜室
四、使用方法
1、将被测件放在工作台面上,用压片固定。
2、调节目镜进行视度调整,使分划板清晰,转动调焦手轮,从目镜中观察,使被测件成象清晰为止,调整被测件,使其被测部分的横面和显微镜移动方向平行。
3、转动测微鼓轮,使十字分划板的纵丝对准被测件的起点,记下此值(在标尺上读取整数,在测微鼓轮上读取小数,此二数之和即是此点的读数)A,沿同方向转动测微鼓轮,使十字分划板的纵丝恰好停止于被测件的终点,记下此值A’,则所测之长度计算可得L=A’-A,为提高测量精度,可采用多次测量,取其平均值。
1)实验中,读数显微镜底座中的大反光镜不需用,应反转向内,避免有反射光反射向上至牛顿环内,影响观察的背景。
五、仪器的保养
1、读数显微镜是较精密的测量仪器,在使用和搬运中应谨慎小心,避免震动及碰撞。
仪器应保持清洁、润滑。
2、被测件应压紧,并无灰尘、污物。
3、松开各锁紧手轮时必须用手托住相应部分,以免其坠落和受冲击,旋转目测系统时,应先松开棱镜室锁紧螺钉。
4、若仪器光学零件表面有灰尘、污物等影响观察时,可用擦镜纸擦拭。
5、仪器应经常保养,注意在导轨、丝杆及齿轴中加适量的润滑油。