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。
等厚干涉--牛顿环实验报告
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λ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。
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。
牛顿环干涉实验报告
一、实验目的1. 观察和分析牛顿环的等厚干涉现象。
2. 学习利用牛顿环干涉现象测量平凸透镜的曲率半径。
3. 深入理解光的干涉原理及其应用。
二、实验原理牛顿环干涉现象是等厚干涉的一个典型实例。
当一平凸透镜与一平板紧密接触时，在其间形成一层厚度逐渐增大的空气薄层。
当单色光垂直照射到该装置上时，经空气薄层上下表面反射的两束光发生干涉，形成明暗相间的同心圆环，称为牛顿环。
根据波动理论，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ΔL = 2dλ/2，其中λ为入射光的波长。
当ΔL满足以下条件时：- ΔL = Kλ/2 (K为整数)时，形成明环；- ΔL = (2K+1)λ/2 (K为整数)时，形成暗环。
三、实验仪器1. 牛顿环仪：包括平凸透镜、平板、金属框架等。
2. 读数显微镜：用于观察和测量牛顿环的直径。
3. 单色光源：如钠光灯。
四、实验步骤1. 将平凸透镜和平板安装在金属框架上，确保两者紧密接触。
2. 调整显微镜，使其对准牛顿环装置。
3. 打开单色光源，调节其强度，使光线垂直照射到牛顿环装置上。
4. 观察并记录牛顿环的明暗相间的同心圆环，注意记录其直径。
5. 根据实验数据，计算平凸透镜的曲率半径。
五、实验数据及结果假设实验中测得牛顿环的直径分别为d1、d2、d3...dn，计算平均直径d_avg = (d1 + d2 + d3 + ... + dn) / n。
根据牛顿环干涉公式，有：ΔL = (2d_avgλ/2) = Kλ/2 或ΔL = (2K+1)λ/2解得曲率半径R：R = (λd_avg) / (2K) 或R = (λd_avg) / (2K+1)六、实验结果分析通过实验，我们观察到牛顿环的等厚干涉现象，并成功测量了平凸透镜的曲率半径。
实验结果表明，牛顿环干涉现象在光学测量中具有广泛的应用，如测量光学元件的曲率半径、检测光学系统的质量等。
七、实验总结1. 牛顿环干涉实验是研究等厚干涉现象的一个典型实例，通过实验，我们深入理解了光的干涉原理及其应用。
物理论文等厚干涉牛顿环实验报告记录
物理论文等厚干涉牛顿环实验报告记录————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：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 。
光的干涉牛顿环实验报告
一、实验目的1. 观察和分析光的等厚干涉现象。
2. 学习利用干涉现象测量平凸透镜的曲率半径。
3. 理解牛顿环的形成原理及其在光学测量中的应用。
二、实验原理牛顿环实验是研究光的等厚干涉现象的经典实验。
当一束单色光垂直照射到一个平凸透镜和平面玻璃板之间的空气薄膜时，由于空气薄膜的厚度不同，反射光的光程差也不同，从而产生干涉现象。
在平凸透镜的凸面与玻璃板之间的空气薄膜厚度相同的地方，形成明暗相间的同心圆环，称为牛顿环。
根据波动理论，光程差Δ为：\[ \Delta = 2d + \frac{\lambda}{2} \]其中，d为空气薄膜的厚度，λ为光的波长。
当Δ为整数倍的波长时，两束光相长干涉，形成明环；当Δ为半整数倍的波长时，两束光相消干涉，形成暗环。
三、实验仪器1. 平凸透镜2. 平面玻璃板3. 钠光灯4. 牛顿环仪5. 读数显微镜6. 移动平台四、实验步骤1. 将平凸透镜放置在平面玻璃板上，确保其与玻璃板接触良好。
2. 将牛顿环仪固定在移动平台上，并将钠光灯置于牛顿环仪的一侧。
3. 打开钠光灯，调节牛顿环仪的倾斜角度，使光线垂直照射到平凸透镜和平面玻璃板之间的空气薄膜上。
4. 调节读数显微镜的焦距，使牛顿环的干涉条纹清晰可见。
5. 移动平台，观察牛顿环的干涉条纹，记录明环和暗环的位置。
6. 利用公式计算平凸透镜的曲率半径。
五、实验结果与分析1. 观察到牛顿环的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。
2. 通过测量明环和暗环的位置，计算出平凸透镜的曲率半径。
六、实验结论1. 牛顿环实验成功观察到了光的等厚干涉现象。
2. 通过测量牛顿环的干涉条纹，可以测量平凸透镜的曲率半径。
七、实验心得体会1. 牛顿环实验是一种简单而有效的光学实验，可以直观地观察光的干涉现象。
2. 通过实验，加深了对光的干涉原理的理解，并学会了利用干涉现象进行光学测量。
3. 实验过程中，要注意光线的垂直照射和显微镜的调节，以确保实验结果的准确性。
光的等厚干涉牛顿环实验报告
光的等厚干涉牛顿环实验报告[实验目的]1．观察光的等厚干涉现象，熟悉光的等厚干涉的特点。
2．用牛顿环测定平凸透镜的曲率半径。
3．用劈尖干涉法测定细丝直径或微小厚度。
[实验仪器]牛顿环仪，移测显微镜、钠灯、劈尖等。
[实验内容]1．用牛顿环测量平凸透镜表面的曲率半径（1）按图11-2安放实验仪器（2）调节牛顿环仪边框上三个螺旋，使在牛顿环仪中心出现一组同心干涉环。
将牛顿环仪放在显微镜的平台上，调节45°玻璃板，以便获得最大的照度。
（3）调节读数显微镜调焦手轮，直至在显微镜内能看到清晰的干涉条纹的像。
适当移动牛顿环位置，使干涉条纹的中央暗区在显微镜叉丝的正下方，观察干涉条纹是否在显微镜的读数范围内，以便测量。
（4）转动测微鼓轮，先使镜筒由牛顿环中心向左移动，顺序数到第24暗环，再反向至第22暗环并使竖直叉丝对准暗环中间，开始记录。
在整个测量过程中，鼓轮只能沿同一个方向依次测完全部数据。
将数据填入表中，显然，某环左右位置读数之差即为该环的直径。
用逐差法求出R，并计算误差。
2．用劈尖干涉法则细丝直径（选做内容）（1）将被测细丝夹在两块平板玻璃的一端，另一端直接接触，形成劈尖，然后置于读数显微镜载物台上。
（2）调节叉丝方位和劈尖放置方位，使镜筒移动方向与干涉条纹相垂直，以便准确测出条纹间距。
（3）用读数显微镜测出20条暗条纹间的垂直距离l，再测出棱边到细丝所在处的总长度L，求出细丝直径d。
（4）重复步骤3，各测三次，将数据填入自拟表格中。
求其平均值。
[实验记录表格]=====903.711mm。
实验九 光的等厚干涉——牛顿环
实验九光的等厚干涉——牛顿环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。
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，但由于他主张的微粒学说而未能对它做出正确的解释。
光的等厚干涉原理在生产实践中具有广泛的应用，它可用于检测透镜的曲率，测量光波波长，精确地测量微小长度、厚度和角度，检验物体表面的光洁度、平整度等。
【实验目的】1.观察光的等厚干涉现象，了解等厚干涉的特点。
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。
【实验原理】牛顿环是由一块曲率半径较大的平凸玻璃，以其凸面放在一块光学平板玻璃上构成的，这样平凸玻璃的凸面和平板玻璃的上表面之间形成了一个空气薄层，其厚度由中心到边缘逐渐增加，当平行单色光垂直照射到牛顿环上，经空气薄膜层上、下表面反射的光在凸面处相遇将产生干涉。
其干涉图样是以玻璃接触点为中心的一组明暗相间的同心圆环(如图9-2所示)。
这一现象是牛顿发现的，故称这些环纹为牛顿环。
如图9-1所示，设平凸玻璃面的曲率半径为R，与接触点O相距为r处的空气薄层厚度为e，那么由几何关系：R2 = (R-e)2 + r2 = R2– 2Re + e2 + r2因R》e，所以e2项可以被忽略，有Rre22=(9-1) 现在考虑垂直入射到r处的一束光，它经薄膜层上下表面反射后在凸面处相遇时其光程差δ = 2e + λ/2其中λ/2 为光从平板玻璃表面反射时的半波损失，把(9-1)式代入得：图9-1 产生牛顿环的光路示意图图9-2 牛顿环22λδ+=R r (9-2) 由干涉理论，产生暗环的条件为212λδ)K (+= (K =0，1，2，3，⋯) (9-3)从(9-2)式和(9-3)式可以得出，第K 级暗纹的半径：λKR r K =2(K =0，1，2，3，⋯) (9-4)由上式可知，如果已知光波波长λ，只要测出r k ，即可求出曲率半径R ，反之，已知R 也可由(9-4)式求出波长λ。
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。
牛顿环实验报告
等厚干涉——牛顿环【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。
牛顿环实验报告
等厚干涉——牛顿环【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.（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。
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。
大物实验牛顿环实验报告
大物实验牛顿环实验报告一、实验目的1、观察等厚干涉现象——牛顿环。
2、掌握用牛顿环测量平凸透镜曲率半径的方法。
3、加深对光的波动性的认识。
二、实验原理将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块平面玻璃上，在透镜的凸面和玻璃的平面之间就会形成一个空气薄层。
当一束单色光垂直照射到这个装置上时，从空气薄层的上下表面反射的两束光将会产生干涉现象。
由于空气薄层的厚度在接触点处为零，而在离接触点较远的地方逐渐增加，所以在反射光中会形成一组以接触点为中心的明暗相间的同心圆环，即牛顿环。
设透镜的曲率半径为 R，入射光波长为λ，在牛顿环中第 m 个暗环处对应的空气薄层厚度为 dm，则有：＼＼begin{align}dm&＝＼frac{m\lambda}｛2}＼＼＼end{align}＼又因为在平凸透镜与平面玻璃接触点处，空气薄层的厚度为零，而在离接触点较远的地方，空气薄层的厚度可以近似看作是一个球面的一部分。
设第 m 个暗环处对应的半径为 rm，则有：＼＼begin{align}r_m^2&＝2R\times dm\＼r_m^2&＝mR\lambda\＼＼end{align}＼因此，通过测量第 m 个暗环的半径 rm 和已知的入射光波长λ，就可以计算出透镜的曲率半径 R。
三、实验仪器1、牛顿环实验装置：包括钠光灯、平凸透镜、平面玻璃、读数显微镜等。
2、钠光灯：提供单色光源。
3、读数显微镜：用于测量牛顿环的直径。
四、实验步骤1、调节牛顿环实验装置将钠光灯放置在合适的位置，使光线能够垂直照射到牛顿环装置上。
调节平凸透镜和平面玻璃，使其接触良好，并且中心尽量重合。
2、观察牛顿环用眼睛直接观察牛顿环，调整装置的角度和位置，使牛顿环清晰可见。
3、测量牛顿环的直径将读数显微镜的目镜调焦，使十字叉丝清晰。
将显微镜对准牛顿环的中心，然后旋转鼓轮，从中心向外移动，依次测量第 10 到 20 个暗环的直径。
4、数据记录记录每个暗环的左右两侧的位置读数，分别计算出每个暗环的直径。
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。
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)(22n m r r R n m --=或 λ)(422n m D D R nm --=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），使错误！未找到引用源。
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，可适当调节错误！未找到引用源。
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，使错误！未找到引用源。
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错误！未找到引用源。
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. 数据处理环数X L(mm) X R(mm)1 2 3 平均 1 2 3 平均30 26.590 26.570 26.570 26.577 18.710 18.680 18.700 18.697 29 26.520 26.495 26.510 26.418 18.760 18.752 18.745 18.752 28 26.450 26.445 25.455 26.450 18.820 18.815 18.815 18.817 27 26.400 26.385 26.385 26.390 18.890 18.890 18.880 18.887 26 26.340 26.315 26.315 26.323 18.945 18.950 18.930 18.942 25 26.265 26.240 26.240 26.248 19.030 19.010 19.020 19.020 24 26.200 26.185 26.185 26.190 19.070 19.075 19.070 17.072 23 26.130 26.120 26.120 26.123 19.150 19.145 19.130 19.142 22 26.060 26.040 26.040 26.047 19.230 19.230 19.210 19.223 21 25.990 25.960 25.960 25.970 19.285 19.300 19.28 18.288环数 m XL(mm) X R (mm) D m (mm) 环数n XL(mm) X R (mm) Dn(mm)30 26.577 18.697 7.88 25 26.248 19.020 7.228 29 26.418 18.752 7.666 24 26.190 17.072 7.17 28 26.450 18.817 7.633 23 26.123 19.142 6.981 27 26.390 18.887 7.503 22 26.047 19.223 6.824 2626.323 18.942 7.3812125.970 18.2886.6821．用逐差法处理数据。
m D D D D D D D D D D D D nm26-221226222227223228224229225230221026.95⨯=-+-+-+-+-=-2． 由公式计算平凸透镜的半径R 。
77.0103.589541024.9)(49622=⨯⨯⨯⨯=--=--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''=⨯-=RR 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。