物理实验曲率半径测量
工作报告之牛顿环物理实验报告
牛顿环物理实验报告【篇一：用牛顿环测量透镜的曲率半径实验报告】一、实验名称：用牛顿环测量透镜的曲率半径二、实验目的：1、观察光的等厚干涉现象，了解干涉条纹特点。
2、利用干涉原理测透镜曲率半径。
3、学习用逐差法处理实验数据的方法。
三、实验仪器：牛顿环装置（其中透镜的曲率未知）、钠光灯（波长为589.3nm）、读数显微镜（附有反射镜）。
四、实验原理：将一块曲率半径r较大的平凸透镜的凸面放在一个光学平板玻璃上，使平凸透镜的球面aob和平面玻璃cd面相切于o点，组成牛顿环装置，如图所示，则在平凸透镜球面和平板玻璃之间形成一个以接触点o为中心向四周逐渐增厚的空气劈尖。
当单色平行光束近乎垂直地向ab面入射时，一部分光束在aob面上反射，一部分继续前进，到cod面上反射。
这两束反射光在aob面相遇，互相干涉，形成明暗条纹。
由于aob面是球面，和o点等距的各点对o点是对称的，因而上述明暗条纹排成如图所示的明暗相间的圆环图样，在中心有一暗点（实际观察是一个圆斑），这些环纹称为牛顿环。
图（4）牛顿环装置图（5）牛顿环根据理论计算可知，和k级条纹对应的两束相干光的光程差为? 2?式中e为第k级条纹对应的空气膜的厚度，为半波损失。
2?由干涉条件可知，当??(2k?1)(k?0,1,2,3,?)时，干涉条纹为暗条纹。
即2解得??2e?e?k(2) 2设透镜的曲率半径为r，和接触点o相距为r处空气层的厚度为e，由图4所示几何关系可得r2??r?e??r2?r2?2re?e2?r2 由于r??e，则e2可以略去。
则r2e?(3)2r2?由式（2）和式（3）可得第k级暗环的半径为rk2?2re?kr? (4)由式（4）可知，如果单色光源的波长?已知，只需测出第k级暗环的半径rk，即可算出平凸透镜的曲率半径r；反之，如果r已知，测出rk后，就可计算出入射单色光波的波长?。
但是由于平凸透镜的凸面和光学平玻璃平面不可能是理想的点接触；接触压力会引起局部弹性形变，使接触处成为一个圆形平面，干涉环中心为一暗斑；或者空气间隙层中有了尘埃等因素的存在使得在光程差公式中附加了一项。
大学物理仿真实验报告牛顿环法测曲率半径
大学物理仿真实验报告－牛顿环法测曲率半径————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:大学物理仿真实验报告实验名称牛顿环法测曲率半径班级:姓名:学号:日期:牛顿环法测曲率半径实验目的1．学会用牛顿环测定透镜曲率半径。
2.正确使用读书显微镜，学习用逐差法处理数据。
实验原理如下图所示，在平板玻璃面ＤＣF上放一个曲率半径很大的平凸透镜ACB，C点为接触点,这样在ACB和DCF之间,形成一层厚度不均匀的空气薄膜,单色光从上方垂直入射到透镜上，透过透镜,近似垂直地入射于空气膜。
分别从膜的上下表面反射的两条光线来自同一条入射光线，它们满足相干条件并在膜的上表面相遇而产生干涉，干涉后的强度由相遇的两条光线的光程差决定,由图可见,二者的光程差等于膜厚度ｅ的两倍。
此外，当光在空气膜的上表面反射时，是从光密媒质射向光疏媒质，反射光不发生相位突变，而在下表面反射时，则会发生相位突变，即在反射点处,反射光的相位与入射光的相位之间相差π，与之对应的光程差为λ/2 ,所以相干的两条光线还具有λ/2的附加光程差，总的光程差为(1)当∆满足条件（2）时，发生相长干涉，出现第Ｋ级亮纹，而当（k = 0,１,２…) (３)时,发生相消干涉,出现第k级暗纹。
因为同一级条纹对应着相同的膜厚,所以干涉条纹是一组等厚度线。
可以想见，干涉条纹是一组以C点为中心的同心圆，这就是所谓的牛顿环。
如图所示,设第ｋ级条纹的半径为，对应的膜厚度为，则（４）在实验中，R的大小为几米到十几米,而的数量级为毫米,所以Ｒ＞> eｋ,ｅk ２相对于2Re是一个小量，可以忽略,所以上式可以简化为k（５）如果rｋ是第ｋ级暗条纹的半径,由式（１)和（３）可得（6)代入式（5）得透镜曲率半径的计算公式（７）对给定的装置，R为常数,暗纹半径（８）和级数ｋ的平方根成正比,即随着k的增大,条纹越来越细。
用牛顿环测量平凸透镜的曲率半径
因
R hk
2 k
2 rk2 R 2 ( R hk ) 2 2Rhk hk
即可得到暗条纹满足
r kR, k 0,1,2,
正确的方法是测量某干涉条纹的直径，将上式写成
Dk2 R 4k
用牛顿环测量平凸透镜的曲率半径牛顿环测透镜曲率半径牛顿环曲率半径牛顿环的曲率半径牛顿环曲率半径最佳值牛顿环的曲率半径c凸透镜曲率半径测量牛顿环实验报告测量牛顿环点光源测量凸透镜焦距
物理电子工程学院 用牛顿环测量平凸透镜 的曲率半径
用牛顿环测量平凸透镜的曲率半径
实物图
实验目的:
1、学会读数显微镜的调整和使用。 2、了解等厚干涉的原理和测量方法。 3、学习用逐差法计算和处理数据。
采用逐差法，选取距中心较远的、比较清晰的两组干涉条纹的直 径，一组级次为 k 1 ，另一组级次为 k 2 ，由上式得到：
Dk21 4k1 R
将它们相减得到：
Dk22 4k 2 R
Dk22 Dk21 R 4(k 2 k1 )
曲率半径与级次无关， 只与级次差有关。
实验内容：
1、调整读数显微镜，能观察到反射回来的黄光。 2、调整读数显微镜，能看到清晰的牛顿环。 3、旋转显微镜的鼓轮，使十字叉丝由牛顿环中央缓缓 向左侧移动至第15环，然后单方向向右移动，测出 叉丝与各条纹相切时的读数。 4、用逐差法，将Dk值分成两组，一组级次为k2 ，另一 组为k1 。将数据填入表格中（单位：mm）。
实验原理：
将一块曲率半径较大的平凸透镜或平凹透 镜与一块平面玻璃接触时，在凸面或凹面与平 面之间就形成了一个自接触点0向外逐渐均匀加 厚的空气薄层。当单色光垂直向下照射时，在 空气薄层的上下表面相继反射的两束反射光（1） 和（2）间存在着确定的光程差，从而会产生以 0点为中心的明暗相间的同心圆环。
牛顿环测透镜曲率半径实验对光学实验的启示
牛顿环测透镜曲率半径实验对光学实验的启示光学实验一直以来都是物理学中的重要实践内容，而牛顿环测透镜曲率半径实验则是其中的经典实验之一。
通过这个实验，我们可以准确地测量透镜曲率半径，从而分析透镜的光学特性。
同时，牛顿环实验也给我们的科学研究带来了一定的启示，本文将从测量方法、实验结果和启示方面进行探讨。
一、测量方法牛顿环测透镜曲率半径实验主要需要借助干涉现象来进行。
具体操作流程如下：1. 准备工作：使用碳化刚石切割机将透镜切割成平整的面，并保持清洁。
将准备好的透镜放在干涉仪的平台上，并调整仪器使得透镜正对光源。
2. 平面透镜装置：将平透镜放在两个玻璃片之间，确保透镜和平面玻璃片之间没有间隙。
将装置放在透镜的周围，使其固定。
3. 调整干涉仪：打开干涉仪，调节仪器使得干涉环清晰可见。
通过调整仪器的眼镜和透镜的位置，保证干涉环的清晰度。
4. 观察干涉环：通过调整仪器的观察装置，将干涉环聚焦在视觉范围内。
观察并记录干涉环的直径。
5. 测量直径：使用显微镜或尺子等工具测量干涉环的直径。
根据干涉环的半径和透镜的参数，可以计算出透镜的曲率半径。
二、实验结果实验数据显示，通过牛顿环测透镜曲率半径实验，我们可以得到透镜曲率半径的准确数值。
实验结果的准确性主要依赖于实验者的仪器调整和数据测量。
经过多次测量和计算，我们可以得到一个相对准确的透镜曲率半径数值。
透镜的曲率半径是衡量透镜光学特性的重要参数之一。
通过牛顿环实验，我们能够准确地测量这一参数，从而对透镜进行评估和分析。
这为光学领域的研究和应用提供了重要的参考。
三、实验启示牛顿环测透镜曲率半径实验给我们带来了一些重要的启示，尤其是在光学实验和光学研究方面：1. 实验目的明确：牛顿环实验的目的是测量透镜的曲率半径，这直接给出了实验的重点和要求。
在进行光学实验时，明确实验目的对于实验者的方向和动力至关重要。
2. 仪器调整的重要性：牛顿环实验依赖于仪器的精确调整和观察，只有保证仪器的正确性和准确性，才能得到可靠的实验结果。
用牛顿环法测球面的曲率半径实验报告
用牛顿环法测球面的曲率半径实验报告摘要：本实验利用牛顿环法测量了一个玻璃球面的曲率半径，并且对测量过程进行了详细的实验记录和数据处理。
通过分析实验结果，得到了该球面的曲率半径为2.04±0.03 cm，误差为1.47%。
实验结果基本符合理论值，说明本实验的测量方法是可行的并且具有较高的精度和可靠性。
关键词：牛顿环法；曲率半径；数据处理；精度引言：在物理实验中，测量物体表面的曲率半径是非常关键的，因为曲率半径是描述物体曲率程度的主要度量指标。
玻璃球面作为一种常见的光学元件，在光学领域有着广泛的应用，因此进行玻璃球面曲率半径的测量显得尤为重要。
牛顿环法是一种常见的测量物体表面曲率半径的方法之一，它是利用两个平面玻璃片之间的空气薄膜产生的干涉条纹来测量曲率半径的。
通过测量干涉条纹的半径大小，可以得到被测物体的曲率半径大小。
本实验利用牛顿环法测量一个玻璃球面的曲率半径，并且对实验过程进行了详细的记录和数据处理。
通过测量实验数据的统计和分析，得到了该球面的曲率半径及其误差范围，以及对实验结果的讨论和分析。
实验材料和仪器：玻璃球、平面玻璃片、放大镜、白色光源、激光光源、尺子、安装座、调节器等。
实验原理：牛顿环法是通过平面玻璃片的反射和玻璃球面的折射相干作用产生干涉条纹，进而测量玻璃球面的曲率半径。
当平面玻璃片和玻璃球面接触时，由于两者之间存在微小的空气薄膜，导致反射光和透射光的光程差。
当发生激光束偏转后，在一个固定的观察位置上，形成一系列中心为暗点、亮度呈同心圆强弱周期性变化的干涉环（牛顿环）。
此时测量出圆环半径大小与玻璃球面与玻璃平板之间距离之间的关系，即可得到圆环半径与曲率半径之间的函数关系。
在分析处理实验数据的还需考虑光的折射定律以及空气薄膜中光速度的影响，从而准确测出曲率半径。
实验步骤：1. 准备实验材料和仪器，保证实验用的玻璃球面和平面玻璃片表面干净光滑，尽量消除表面微小的划痕和杂质。
2. 利用放大镜和光源调节器加以保证激光光源的稳定和发散度的一致性，以保证实验的精度和可靠性。
牛顿环测曲率半径实验报告
牛顿环测曲率半径实验报告牛顿环测曲率半径实验报告引言：曲率半径是描述曲线弯曲程度的物理量，对于光学领域尤为重要。
为了测量曲率半径，科学家们发展了许多方法和实验。
本实验将介绍牛顿环测曲率半径实验的原理和步骤，并通过实验结果进行分析和讨论。
实验原理：牛顿环实验是一种常用的测量曲率半径的方法。
其基本原理是利用干涉现象，通过观察干涉圆环的直径变化来推导出曲率半径的数值。
实验步骤：1. 准备实验装置：将透镜固定在支架上，调整透镜与光源的距离。
2. 调整光源：调整光源的位置和亮度，使得透过透镜的光线均匀且明亮。
3. 观察干涉圆环：通过目镜观察透镜上形成的干涉圆环。
注意调整目镜的焦距，使得干涉圆环清晰可见。
4. 记录数据：通过移动透镜和目镜的位置，记录下不同位置下干涉圆环的直径。
5. 分析数据：根据干涉圆环的直径变化，利用相关公式计算出曲率半径的数值。
实验结果：根据实验记录的数据，我们可以绘制出干涉圆环直径与透镜位置的关系图。
通过观察图形，我们可以看到干涉圆环的直径随着透镜位置的变化而改变。
根据干涉圆环的变化规律，我们可以使用数学模型来拟合实验数据，从而得到曲率半径的数值。
实验讨论：在实验过程中，我们发现干涉圆环的直径与透镜位置之间存在一定的关系。
这是因为光线在经过透镜后会发生折射，从而形成干涉现象。
通过观察干涉圆环的直径变化，我们可以推导出透镜的曲率半径。
然而，在实际实验中，我们也遇到了一些困难和误差。
例如，由于实验装置和观测条件的限制，干涉圆环的直径可能会受到环境光的干扰，导致测量结果的不准确。
此外，实验过程中的操作误差和仪器精度也会对结果产生一定的影响。
结论：通过牛顿环测曲率半径实验，我们可以得到透镜的曲率半径数值。
然而，为了提高测量的准确性和精度，我们需要注意实验条件的控制和误差的修正。
此外，可以通过重复实验和对比分析，进一步验证实验结果的可靠性。
总结：牛顿环测曲率半径实验是一种常用的测量方法，通过观察干涉圆环的直径变化，可以推导出透镜的曲率半径。
大学物理实验光学用牛顿环干涉测透镜曲率半径
实验 用牛顿环干涉测透镜曲率半径（一）目的：1、掌握用牛顿环测定透镜曲率半径的方法。
2、通过实验加深对等厚干涉原理的理解。
（二）仪器和用具：移测显微镜（JCD 3型）、钠灯牛顿环仪是由待测平凸透镜（凸面曲率半径约为200～300c ｍ〕Ｌ和磨光的平玻璃板Ｐ叠合装在金属框架Ｆ中构成。
框架边上有三个螺旋Ｈ，用以调节Ｌ和Ｐ之间的接触，以改变干涉环纹的形状和位置。
调节Ｈ时，螺旋不可旋得过紧，以免接触压力过大引起透镜弹性形变，甚至损坏透镜。
（三）原理：当一曲率半径很大的平凸透镜的凸面与一磨光平玻璃板相接触时，在透镜的凸面与平玻璃板之间将形成一空气薄膜，离接触点等距离的地方，厚度相同。
如图9-2所示，若以波长为的单色平行光投射到这种装置上，则由空气膜上下表面反射的光波将互相干涉，形成的干涉条纹为膜的等厚各点的轨迹，这种干涉是一种等厚干涉。
在反射方向观察时，将看到一组以接触点为中心的亮暗相间的圆环形干涉条纹，而且中心是一暗斑（图a ）；如果在透射方向观察，则看到的干涉环纹与反射光的干涉环纹的光强分布恰成互补，中心是亮斑，原来的亮环处变为暗环，暗环处变为亮环（图ｂ），这种干涉现象最早为牛顿所发现，故称为牛顿环。
设透镜Ｌ的曲率半径为R ，形成的m 级干涉暗条纹的半径为r ｍ，m 级干涉亮条纹的半径为r ｍ’，不难证明r ｍ =λmRr ｍ’=2)12(λ⋅−R m 以上两式表明，当已知时，只要测出D 第m 级暗环（或亮环）的半径，即可算出透镜的曲率半径R ；相反，当R 已知时，即可算出λ。
但由于两接触镜面之间难免附着尘埃，并且在接触时难免发生弹性形变，因而接触处不可能是一个几何点，而是一个圆面，所以近圆心处环纹比较模糊和粗阔，以致难以确切判定环纹的干涉级数m ，即干涉环纹的级数和序数不一定一致。
这样，如果只测量一个环纹的半径，计算结果必然有较大的误差。
为了减少误差，提高测最精度，必须测量距中心较远的、比较清晰的两个环纹的半径，例如测量出第m 1个和第m 2个暗环（或亮环）的半径（这里m 1，m 2均为环序数，不一定是干涉级数），因而（9－1）式应修正为r ｍ2 =（m+j ）R λ式中m 为环序数，（m ＋j ）为干涉级数（j 为干涉级修正值），于是λλR m m R j m j m r r m m )()]()[(12122212−=+−+=− 上式表明，任意两环的半径平方差和干涉级以及环序数无关，而只与两个环的序数之差（m 2-m 1）有关。
大学物理实验报告牛顿环法测量透镜曲率半径
大学物理实验报告牛顿环法测量透镜曲率半径实验目的：通过使用牛顿环法测量透镜的曲率半径，了解透镜的特性和性能。
实验原理：牛顿环法是一种测量透镜曲率半径的方法，其基本原理是利用透镜产生的干涉图案来测量透镜的曲率半径。
当透镜与光源之间存在一个薄透明介质时，透镜和介质之间会形成一系列干涉环，这些干涉环被称为牛顿环。
根据牛顿环的半径和透镜与介质之间的距离，可以计算出透镜的曲率半径。
实验步骤：1. 准备实验所需材料和仪器，包括透镜、白光光源、薄透明介质、光屏等。
2. 将透镜放在光源上方，调整光源和透镜之间的距离，使得透镜和光源之间存在薄透明介质。
3. 将光屏放在透镜下方，调整光屏的位置，使得牛顿环清晰可见。
4. 使用尺子测量透镜和光屏之间的距离，并记录下来。
5. 通过放大镜或显微镜观察牛顿环，并记录下最明亮的几个环的半径。
6. 根据实验原理中的公式，计算出透镜的曲率半径。
实验注意事项：1. 实验过程中要注意光源和透镜的安全使用，避免直接照射眼睛。
2. 调整光源和透镜的位置时要小心操作，避免碰撞和损坏实验器材。
3. 观察牛顿环时要保持光线充足，以确保清晰可见。
4. 记录实验数据时要准确无误，避免误差的产生。
实验结果：根据实验步骤中记录下来的数据，可以计算出透镜的曲率半径。
根据牛顿环的半径和透镜与介质之间的距离，使用适当的公式进行计算，最终得出透镜的曲率半径。
实验总结：通过本次实验，我们利用牛顿环法测量了透镜的曲率半径。
实验结果可以用来评估透镜的性能和特性。
同时，通过实验过程中的操作和观察，我们进一步了解了光学现象和光的干涉原理。
这对于我们深入理解光学知识和应用光学技术具有重要的意义。
用牛顿环测透镜的曲率半径实验报告
用牛顿环测透镜的曲率半径实验报告实验报告的第一部分，我要讲的是牛顿环的基本原理。
牛顿环，听起来很复杂，其实就是利用光的干涉现象来测量透镜的曲率半径。
想象一下，光线照在透镜上，形成一圈圈美丽的彩色环。
这些环就像是光的舞蹈，交替出现和消失。
通过观察这些环的半径，我们可以推算出透镜的曲率半径。
太酷了，对吧？接下来，我们进入实验步骤。
第一步，准备工具。
我们需要一个平面玻璃片和一个凸透镜。
平面玻璃片就像是一个舞台，而透镜则是主角。
把透镜放在玻璃片上，再用光源照射。
光线经过透镜后，形成牛顿环。
环的中心是最亮的，周围则是越来越暗的同心圆。
要注意光源的亮度和角度哦，这会影响到实验的结果。
在观察环的过程中，记得量一量环的直径。
可以用游标卡尺，小心翼翼地测量。
每一圈都有自己的“脾气”，直径逐渐增大。
牛顿环的直径和环数之间有一种神秘的关系，正是这一关系让我们能够计算出透镜的曲率半径。
真是让人激动不已。
再来，进行数据分析。
我们把测得的直径和环数一一对应。
然后，利用公式，计算曲率半径。
这个公式背后蕴含着深奥的物理知识，像一扇通往科学世界的窗户。
你会发现，每一个数字都在诉说着光与镜的故事。
经过一番计算，最终得到透镜的曲率半径。
仿佛一切都变得清晰可见。
最后，我们来总结一下整个实验的体验。
通过牛顿环，我们不仅测量了透镜的曲率半径，还感受到光的神奇魅力。
科学并不只是枯燥的公式，它还充满了美和乐趣。
每一个环都是对光的致敬，每一个计算都是对知识的探索。
这个实验让我明白，科学在我们的生活中无处不在，透镜、光线，它们共同编织出一个奇妙的世界。
通过这次实验，我对牛顿环有了更深的了解。
这不仅是一个测量工具，更是一种艺术。
未来我会继续探索光的世界，深入研究这个充满奥秘的领域。
希望下次能和大家分享更多精彩的发现！。
牛顿环干涉法测量球面的曲率半径
3. 暗环直径表达式:
r = (2 R hm ) hm ≈ 2 Rhm
2 m
r = mRλ → D = 4mRλ
2 m 2 m
2. 两光相消条件: m = (2m + 1) λ / 2 = 2hm + λ /2
(m = 0,1,2, …… 称干涉级数)
则暗条纹出现在下列位置处:
hm = m
四,技能 1. 光路调整 1 调节读数显微镜鼓轮,使显微 镜筒位于标尺中央(25mm处); 2 调整显微镜与钠光灯之间的方 位(左右,上下),使显微镜目 镜视场达到最亮.
2. 显微镜调整 1 调节目镜,看清十字叉丝线, 这是测量准线,必须清晰可辨; 2 从下往上调节显微镜筒,使看 到清晰的牛顿环干涉条纹. 3. 中心对准 移动牛顿环装置,使干涉环中心 与十字叉丝线交点一致.
4. 消除空回误差 由于测量准线是由鼓轮推动的, 而读数是在鼓轮上,因此当鼓轮 反转时,会产生读数已变而测量 准线未动的所谓空回误差;消除 的方法是:单方向对准读数. 建议:从左边40环单向地测到右 边40环,一可消除空回误差,二 是便于检查测量数据是否有误.
5. 数据实时检查 1 级数越高,级之间的距离是否 越小; 2 各级间左,右间距是否基本对 称.
λ
2
上一页
4. 测量关系式: 为防止两玻璃直接接触造成形变 带来的误差,可作适当的垫高; 若垫高量为 h0 ,则程差为:
m = 2(h0 + hm ) + λ / 2 = (2m + 1) λ / 2
最终测量关系式为:
D = 8 Rh0 + 4 Rλ m
2 m
这是一个函数关系测量式.
三,直测量及测量仪器 1. 直测量: 测量对应于 m 级干涉条纹的直 径 Dm ;每隔 5 环测一个点,共 测 8 个直径,D5,D10,……,D40. 2. 测量仪器: 测量用读数显微镜,它应是一把 通过环中心的尺子,可以测量干 涉环的直径.
大物实验(上)用牛顿环测曲率半径
更改，否则报告不及格。
五、数据处理
（m） 1位有效数（字m）
Xi
X1
X2 X3 X4 X5
X6
A
n
i 1
Xi X
2
1位（mm2）
n1
（m）
读数显微镜的回程差
• 空程误差属系统误差，由螺母与螺杆间的间隙造成；
螺杆
螺尺
− 在齿合前，轻轻转动螺尺手柄，螺尺读数变化，而游标并没有 移动。
二、实验原理
分光镜
牛顿环 装置
牛顿环：一束单色平行 光垂直照射到此装置上
时，所呈现的等厚条纹
是一组以接触点为中心
的一系列明暗相间的、
内疏外密的同心圆环。
二、实验原理
P P
二、实验原理
xm1 xn1
xn2 xm2
Dn Dm
Dm xm1 xm2 Dn xn1 xn2
①牛顿环中心是一个不甚清
• 消除方法实验》（上）
用牛顿环测曲率半径
一．实验目的 二．实验原理 三．实验仪器 四．实验内容及操作 五．数据处理
一、实验目的
• 1.观察光的等厚干涉现象，了解等厚干涉的原理。 • 2.学习用干涉方法测量平凸透镜的曲率半径。 • 3.掌握读数显微镜的使用方法。 • 4.学习用逐差法处理数据。
开始 结束
左
右
中心暗斑
为了避免回程差，测量过程中，测微鼓轮应始终在同一方向旋转。
注意事项
1. 为了避免回程差，测量暗环直径过程中，测 微鼓轮只能朝一个方向转动。
2. 测量过程中左右对称的圈数不要数错。 3. 测量过程中牛顿环装置不能移动，否则重新
读数。 4. 实验中勿参阅往届实验报告（手机、复印
大学物理实验教案用牛顿环测平凸透镜的曲率半径
大学物理实验教案用牛顿环测平凸透镜的曲率半径作为一名物理学专业的学生，我时常参与大学物理实验。
近日，在实验中我们学习了一种新的测量平凸透镜曲率半径的方法——使用牛顿环。
这种方法不仅操作简单，而且极为准确，成为了大学物理实验教案的一部分。
首先，我们需要了解牛顿环的基本原理。
牛顿环是一种斑纹干涉现象，在两个光学表面之间注入透明介质形成。
光在介质中的速度不同，会出现光程差（即光路长差），当两束光波重叠干涉时，光波的振幅产生干涉，形成明暗相间的环形条纹，即牛顿环。
我们可以通过观察牛顿环的阶次和直径，来推导出透镜的曲率半径。
具体而言，实验中我们首先需要将光源、凸透镜和凸透镜下方的玻璃片垂直地放置在光路中央。
使用一片反射力非常强的平板玻璃，在凸透镜上方建立一系列明暗相间的环带。
然后，将一只反光测微微调整至第一条明纹和第一条暗纹之间，即为第一环。
接着，我们记录下此时反光测微机指针的位置和此时所读取的刻度值，即反光测微旋转的角度。
然后我们调整反光测微，使其从第一环转到第二环，再记录下反光测微的角度和位置。
我们可以按照这个方法，逐一计算出第三环、第四环……第n环上的位置和角度。
此时我们需要算出相邻两环的半径的平均数，作为此透镜即可的平均曲率半径的取值。
使用牛顿环测量平凸透镜的曲率半径的方法不仅可以测量出透镜的曲率半径，而且非常准确，可以达到亚米量级的误差。
这个方法理论上适用于任何透镜的曲率半径测量，并且操作简单，所以它在大学物理实验教案中被广泛采用。
总之，学习大学物理实验教案对于学习物理学的理论知识和实践操作非常有帮助，而牛顿环作为一种重要的测量技术也成为了大学物理实验教案的一部分。
通过这种方法，我们不仅可以学习新的理论知识，而且也可以更深入地理解光学的本质，更好地掌握物理学的基础知识。
透镜曲率半径测试
透镜曲率半径测试
透镜的曲率半径是描述透镜曲率程度的物理量，测试透镜曲率半径的方法主要有以下几种：
1.平台测量法：适用于具有足够直径和光滑的透镜表面。
该
方法使用一个平台装置，将透镜放置在上面，通过测量透
镜表面到平台的距离，可以计算出透镜的曲率半径。
2.进退法：该方法使用光源和像屏，在光源和像屏之间放置
透镜。
通过逐渐调整光源与透镜之间的距离，观察像屏上
的像素移动情况，从而确定透镜的曲率半径。
3.电子干涉法：使用透射电子显微镜（TEM）或扫描电子显
微镜（SEM）等仪器，测量透镜表面的高度差异。
根据高
度差异的分布情况，可以计算出透镜的曲率半径。
4.基于光的方法：使用一束光线照射透镜，利用透镜对光线
的折射和反射特性，测定透镜的曲率半径。
这种方法可以
通过自动化设备执行，例如自动测曲仪。
请注意，具体选择何种测试方法取决于透镜的特性、可用设备、实验条件和目的等因素。
牛顿环测透镜曲率半径实验中的实验装置与测量技巧
牛顿环测透镜曲率半径实验中的实验装置与测量技巧在物理实验中，牛顿环测透镜曲率半径实验是一种常见且重要的实验方法，用于测量透镜的曲率半径。
本文将介绍这个实验中所使用的实验装置以及一些测量技巧。
实验装置：牛顿环测透镜曲率半径实验中所使用的实验装置主要包括透镜、光源、样品台和显微镜。
首先，透镜是实验的核心装置，用于产生牛顿环。
透镜可以是凸透镜或凹透镜，其选择取决于实验的需要。
透镜的表面应平整并清洁，以确保实验结果的准确性。
光源是产生光线的装置，在实验中通常采用单色光源，例如钠光灯或汞灯。
单色光能产生清晰的牛顿环，有利于测量透镜的曲率半径。
样品台是透镜放置的平台，用于调整透镜的位置和方向。
样品台应稳固且易于操作，以确保透镜在实验过程中保持稳定的状态。
显微镜是用来观察和测量牛顿环的装置。
显微镜的放大倍数应适宜，以便观察到清晰的牛顿环图案。
同时，显微镜的调焦装置应灵活，以便调整焦距以获得清晰的图像。
测量技巧：在进行牛顿环测透镜曲率半径实验时，需要注意以下几个测量技巧：1. 准备工作：确保实验装置稳定并且工作正常。
检查透镜表面是否干净并无明显划痕，同时确保显微镜的放大倍数和焦距视野适合观察。
2. 调整样品台：使用样品台调整透镜的位置和方向，让光线通过透镜形成牛顿环。
调整透镜的位置可以改变牛顿环的大小和形状。
3. 观察牛顿环：通过显微镜观察牛顿环的形态。
牛顿环应呈现出清晰的圆形或椭圆形，且由明暗交替的同心圆环组成。
4. 清晰对焦：使用显微镜的调焦装置，将牛顿环调整到最清晰的状态。
对焦过程中应注意操作轻柔，避免碰撞透镜或移动样品台造成误差。
5. 测量曲率半径：通过改变样品台的高度，使得透镜与样品台之间存在微小的空气层。
根据牛顿环的半径与透镜与样品台的距离之间的关系，可以推导出透镜的曲率半径。
6. 多次测量取平均值：由于实验中可能存在误差，为了增加实验结果的准确性，可以进行多次测量并取平均值。
每次测量前都要注意将实验装置调整到相同的状态。
牛顿环测透镜曲率半径实验报告
牛顿环测透镜曲率半径实验报告牛顿环测透镜曲率半径实验报告引言：光学实验一直以来都是物理学教学中不可或缺的一环。
而牛顿环测透镜曲率半径实验，则是光学实验中的经典之一。
本实验旨在通过观察牛顿环的形成和变化，利用相关公式计算出透镜的曲率半径，从而深入理解光学原理。
实验原理：牛顿环实验基于干涉现象，利用透镜两侧的光程差来观察干涉圆环的形成和变化。
当一束平行光垂直射入透镜表面时，透镜两侧的光程差会导致干涉现象。
在观察屏幕上投射出的干涉圆环时，我们可以通过测量不同环的半径来计算出透镜的曲率半径。
实验步骤：1. 实验准备：准备一块光滑的玻璃片，将其与待测透镜贴合，确保两者之间没有气泡和杂质。
2. 实验装置搭建：将透镜和玻璃片组成的组合物放置在光源上方，调整光源位置，使得透镜与光源之间的距离适中。
3. 观察牛顿环：在观察屏幕上，我们可以看到一系列明暗相间的圆环。
注意到圆环中心的暗点，这是由于光程差为奇数倍波长所导致的相消干涉。
4. 测量环的半径：使用显微镜观察牛顿环，通过调整显微镜的焦距，使得牛顿环清晰可见。
然后使用目镜上的刻度尺，测量不同环的半径。
5. 计算透镜曲率半径：根据公式R = (m * λ * d) / (2 * t)，其中R为透镜曲率半径，m为环的序数，λ为光的波长，d为透镜与玻璃片之间的距离，t为环的半径。
实验结果与分析：通过实验测量得到的牛顿环半径数据，我们可以利用公式计算出透镜的曲率半径。
在实验中，我们可以发现随着环的序数增加，环的半径也会相应增加。
这是因为随着环的序数增加，光程差也会增加，从而导致干涉环半径的增大。
在计算透镜曲率半径时，我们需要注意实验条件的准确性。
首先，透镜与玻璃片之间的距离应该尽量小且均匀，以减小误差。
其次，光源应该足够亮且稳定，以保证实验结果的准确性。
最后，测量环的半径时需要仔细调整显微镜的焦距，确保牛顿环清晰可见。
结论：通过牛顿环测透镜曲率半径的实验，我们成功地观察到了干涉圆环的形成和变化，并利用测量数据计算出了透镜的曲率半径。
大学物理实验教案-用牛顿环测平凸透镜的曲率半径
大学物理实验教案实验目得:１、理解等厚干涉形成牛顿环得机理;2、掌握用牛顿环测量平凸透镜曲率半径得方法；3、掌握读数显微镜得调节及使用方法。
实验仪器:牛顿环仪读数显微镜钠灯实验原理：当把曲率半径很大得平凸透镜得凸面与一平面玻璃接触时,在透镜与平面玻璃之间形成厚度不同得空气薄层,如图所示。
用单色光投射于其上,从空气层上下两表面反射两束光将在空气层附近实现相干叠加。
两束光之间得光程差Δ随空气层厚度而变,空气层厚度相同处反射得两光束具有相同得光程差,所以干涉条纹就是以接触点C为中心得一组明暗相间得同心圆环,称为牛顿环。
牛顿环就是典型得分振幅、等厚干涉条纹,常用它来检查一些介质得表面情况。
在图中,R就是被测透镜凸面得曲率半径，r k就是由中心往外数第k个圆条纹得半径,e k 为第k个圆条纹所对应得空气层厚度,λ就是入射单色光得波长，则第ｋ环得两光束得光程差为其中λ/2就是光由光疏介质入射到光密介质反射时得半波损失。
而接触点处得光程差为()故中心点为暗点。
上两式相减,得到光程差得差Δk-Δ０，它应等于ｋ个λ,即由图中所示得几何关系,因R>>ｄk，故有ﻩ最后，将代入,得到由中心暗点往外数第k个暗环得半径为测出第k个暗环半径r k,即可由已知得波长λ求得透镜凸面半径R。
实际上，由于两玻璃之间得接触压力而使玻璃变形,接触处将不就是一个点而就是一个面;又由于接触处可能存有尘埃,导致实验中数得得ｋ不就是真正得k值。
这样,将导致R值误差。
为避免这一系统误差，我们对由中心往外数第n个与第m个暗环半径r n与ｒｍ进行测量,有,两式相减,得测量中，很难确定牛顿环中心得确切位置,所以有必要用测量直径D n与Ｄm来代替测量半径rｎ与rｍ，即有这样我们就可以不知道圆心得准确位置而测环得直径。
由于就是环得级数差也就解决了级数难于确定得问题。
也许有得同学会想,既然牛顿环得圆心难于确定,那么测出得、很有可能不就是直径而就是弦长啊。
牛顿环测透镜曲率半径实验的应用案例分享
牛顿环测透镜曲率半径实验的应用案例分享牛顿环是一种实验现象，通过这一实验现象可以测量出透镜的曲率半径。
牛顿环测透镜曲率半径实验的应用范围十分广泛，涉及到光学、物理等领域的研究和实践。
本文将通过分享一个应用案例，来展示牛顿环测透镜曲率半径实验的重要性和实际价值。
在这个案例中，我们假设有一个光学仪器制造公司，为了保证生产的透镜质量，需要对每一个透镜进行严密的检测。
而精确测量透镜曲率半径是判断透镜质量的一个重要指标。
在以往，该公司通过传统的测量方法，如剖面仪、自动三坐标测量机等，但这些方法存在着复杂操作、时间耗费长、结果不够准确等问题。
为了解决这些问题，该公司决定引入牛顿环测透镜曲率半径实验方法。
他们在实验室中搭建了一套牛顿环测量系统，通过该系统可以进行快速、精确地测量透镜曲率半径。
该系统主要由激光光源、准直器、卡尺、目镜、透镜等组成。
使用牛顿环测量系统时，首先需要将透镜固定在透镜架上。
然后，利用激光光源和准直器，将光线打入透镜中心。
当光线通过透镜后，在透镜表面和接触透镜的玻璃片之间会形成一系列明暗相间的圆环，即牛顿环。
通过调整卡尺上的位置，可以观察到不同级次的牛顿环。
接下来，使用目镜观察牛顿环，通过计算出牛顿环的半径和其级次，就可以得到透镜的曲率半径。
通过引入牛顿环测透镜曲率半径实验方法，该公司取得了一系列的优势和收益。
首先，测量速度大大提高，相比传统方法，牛顿环测量法只需几分钟即可完成。
其次，测量精度也得到了显著提升，可以达到亚微米级。
此外，这种实验方法具有非破坏性，可以对透镜进行多次测量，而不会对透镜的质量产生任何损害。
在实际应用过程中，该公司将牛顿环测透镜曲率半径实验方法广泛应用于透镜的质量控制。
对于每一个生产出来的透镜，都会进行牛顿环测量，保证透镜的曲率半径符合设计要求。
通过实验结果的分析，可以对透镜的质量进行评估，并及时采取措施进行调整和改进。
除了在透镜生产领域的应用，牛顿环测透镜曲率半径实验方法还被广泛用于光学研究和教学实验中。