牛顿环实验报告
牛顿环法实验报告
一、实验目的1. 理解牛顿环的原理及其形成条件。
2. 通过观察牛顿环的干涉条纹，测量平凸透镜的曲率半径。
3. 熟悉光学仪器和实验操作方法。
二、实验原理牛顿环是由平凸透镜与平板玻璃之间形成的空气薄层引起的等厚干涉现象。
当光线垂直照射到平凸透镜和平板玻璃的接触面时，部分光线在接触面发生反射，部分光线穿过空气薄层后再发生反射。
这两束反射光相互干涉，形成明暗相间的干涉条纹。
根据干涉条件，明纹处的光程差为半个波长，即Δl = (m + 1/2)λ，其中m为干涉级数，λ为光的波长。
对于牛顿环，空气薄层的厚度h与干涉级数m之间的关系为：h = (m + 1/2)λR其中R为平凸透镜的曲率半径。
通过测量干涉条纹的级数，可以计算出平凸透镜的曲率半径。
三、实验仪器与设备1. 平凸透镜2. 平板玻璃3. 平行光源4. 凸透镜支架5. 米尺6. 干涉条纹观察仪7. 记录纸8. 镜子9. 光具座四、实验步骤1. 将平板玻璃放在光具座上，将平凸透镜放在平板玻璃上，调整使其与平板玻璃接触良好。
2. 将平行光源照射到平凸透镜和平板玻璃的接触面，调整光源方向，使光线垂直照射。
3. 将干涉条纹观察仪放置在光具座上，调整使其与平行光源和透镜平行。
4. 观察干涉条纹，记录明纹和暗纹的位置，用米尺测量条纹间距。
5. 根据干涉级数m和条纹间距，计算平凸透镜的曲率半径R。
五、实验结果与分析1. 通过观察干涉条纹，记录了10个明纹和暗纹的位置，计算出干涉级数m。
2. 根据干涉级数m和条纹间距，计算平凸透镜的曲率半径R。
实验数据如下：m = 5d = 0.5 mmR = (m + 1/2)λ/d = (5 + 1/2)×600 nm/0.5 mm = 3.6 m六、实验总结1. 通过牛顿环法实验，成功测量了平凸透镜的曲率半径。
2. 实验过程中，注意了光线的垂直照射和干涉条纹的观察，保证了实验结果的准确性。
3. 通过实验，加深了对牛顿环原理和等厚干涉现象的理解。
牛顿环实验报告
牛顿环实验报告牛顿环实验是一种常见的光干涉实验，通过观察干涉圆环的形状和颜色变化，可以得到物质的表面状态和光学性质的信息。
本次实验旨在探究牛顿环的形成原理以及其在实际应用中的价值。
实验器材准备方面，我们使用了一块光学玻璃平板、一支白光源、一台显微镜和一块平滑的黑色背景。
首先，将光学玻璃平板固定在显微镜下方，使其与背景保持一定距离。
然后，将白光源对准平板，调节显微镜的焦距，观察板在像平台上形成的干涉圆环。
在实验过程中，我们发现在平板和像平台的接触处，会产生一系列颜色交替分明的圆环。
这种现象是由于光在平板和像平台之间的多次反射和干涉所导致的。
当光线垂直入射到平板上时，一部分光被反射，一部分光从平板透过。
当透过光线与反射光线相遇时，会发生干涉现象，形成干涉圆环。
通过观察干涉圆环的半径和颜色变化，我们可以得知光的波长和光学玻璃平板的曲率半径。
实验中，我们使用了一个简单的公式来计算光的波长：d = λ * (m + 1/2)，其中d表示干涉圆环的半径，λ代表光的波长，m为整数。
此外，牛顿环实验也有一定的应用价值。
一方面，通过测量干涉圆环的半径，可以判断物体表面的平整程度。
当物体表面不平整或有缺陷时，干涉圆环会呈现出非均匀的分布，从而有助于制定工艺控制和质量检测。
另一方面，在微光学领域，干涉圆环也被用来设计和制作一些精密仪器，如厚度测量仪和内径外径测量仪等。
总结起来，牛顿环实验是一项重要的光干涉实验，可以通过观察干涉圆环的形状和颜色变化，揭示物质的表面状态和光学性质。
本次实验中，我们通过调节光学玻璃平板的焦距和观察光的波长，成功地得到了干涉圆环的半径和光的波长的关系。
此外，牛顿环实验还具有一定的应用价值，可用于制定工艺控制和测量微小物体的尺寸。
通过本次实验，我们不仅深入了解了光的干涉现象和光学玻璃的特性，还加深了对物质表面状态和光学性质相关知识的理解。
牛顿环实验的成果和应用，使我们的科学研究和技术发展迈出了更大的步伐。
牛顿环实验报告4页
牛顿环实验报告4页一、引言牛顿环实验是一种经典的光学实验，用以测量透明薄片的厚度或曲率半径等参数。
该实验的原理基于菲涅耳反射定律，即光线通过透明薄片时，由于发生反射和折射，产生干涉现象。
具体来说，光线在透明薄片与凸透镜或平板玻璃的交界面上形成一系列明暗相间的同心圆环，称为牛顿环。
通过测量不同圆环的半径，可计算出透明薄片等物体的相关参数。
本次实验旨在通过测量透明薄片和凸透镜的牛顿环半径，熟悉干涉现象的基本特性，理解菲涅耳反射定律的应用，掌握实验操作技能，并进一步提高实验分析和实验报告撰写能力。
二、实验方法1.实验器材（1）牛顿环装置：包括凸透镜、透明薄片、显微镜、照明光源等。
（2）实验测量仪器：尺子、卡尺、游标卡尺等。
2.实验步骤（1）将透明薄片与凸透镜垂直平放到牛顿环装置的支架上，使其接触面朝上。
（2）将白炽灯调节至适宜的亮度，将照明光源移至透明薄片和凸透镜的交界处，调节显微镜使其成45度角照射。
（3）通过显微镜观察圆环的特征，并利用尺子、卡尺、游标卡尺等测量不同圆环的半径。
（4）记录实验数据，计算透明薄片等物体的相关参数。
（5）根据实验结果，撰写实验报告。
三、实验结果与分析1.数据处理本次实验测量了透明薄片和凸透镜的牛顿环半径，测量结果如下表所示：表1 实验测量结果物品牛顿环半径（m）一次干涉薄透明片 R1 = 0.015 R2 = 0.025二次干涉凸透镜 R1 = 0.020 R2 = 0.0302.数据分析根据牛顿环实验原理，在透明薄片与凸透镜的交界面上，光线发生了反射和折射现象，形成了同心圆环。
由于光程差的影响，某些圆环上的光线经过干涉后会相消干涉，显现出黑环；而其他圆环上的光线相位差正好为波长的整数倍，会相长干涉，形成明环。
因此，透明薄片和凸透镜上黑白相间且半径不断变小的圆环就是牛顿环。
在实验中，我们用显微镜测量了不同圆环的半径，并通过公式计算出物体的相关参数。
根据基本光学原理，牛顿环半径的大小与物体的厚度或曲率半径等参数有关。
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。
牛顿环探究实验报告
一、实验目的1. 观察和分析牛顿环的等厚干涉现象；2. 学习利用干涉现象测量透镜的曲率半径；3. 理解光的干涉原理及其在实际应用中的价值。
二、实验原理牛顿环实验是一种等厚干涉现象，其原理如下：在一块平面玻璃上放置一个曲率半径较大的平凸透镜，使其凸面与平面玻璃接触。
在接触点附近，形成一层厚度不等的空气膜。
当单色光垂直照射到牛顿环上时，空气膜上、下表面反射的光束在空气膜上表面相遇，发生干涉。
由于空气膜厚度相同的地方形成相同的干涉条纹，因此这种现象称为等厚干涉。
根据波动理论，两束相干光的光程差为：ΔL = 2dλ/2k其中，d为空气膜厚度，λ为入射光的波长，k为干涉级数。
当光程差满足以下条件时：ΔL = kλ（k=0, 1, 2, ...）时，产生明环；ΔL = (2k+1)λ/2（k=0, 1, 2, ...）时，产生暗环。
三、实验仪器与材料1. 平面玻璃板；2. 平凸透镜；3. 单色光源（如钠光灯）；4. 读数显微镜；5. 移动平台；6. 记录纸和笔。
四、实验步骤1. 将平面玻璃板放在移动平台上，确保其水平；2. 将平凸透镜放在平面玻璃板上，使凸面与平面接触；3. 将单色光源放置在实验装置的一侧，调整光源方向，使光线垂直照射到牛顿环上；4. 使用读数显微镜观察牛顿环，调整显微镜位置，使干涉条纹清晰可见；5. 记录牛顿环的干涉条纹，包括明环和暗环的位置；6. 利用干涉条纹的间距，根据公式计算透镜的曲率半径。
五、实验结果与分析1. 观察到牛顿环为明暗相间的同心圆环，且中心接触点附近为暗环，向外逐渐变为明环；2. 根据干涉条纹间距，计算透镜的曲率半径，并与理论值进行比较；3. 分析实验误差，如光路调整误差、读数误差等。
六、实验结论1. 通过观察和分析牛顿环的等厚干涉现象，验证了光的干涉原理；2. 利用干涉现象测量透镜的曲率半径，实验结果与理论值基本吻合；3. 通过实验，加深了对光学干涉现象及其应用的理解。
牛顿环实验报告原理(3篇)
第1篇一、实验背景牛顿环实验是光学中的一个经典实验，通过观察和分析牛顿环现象，可以深入了解光的干涉原理，并应用于测量透镜的曲率半径等实际应用中。
牛顿环实验的核心原理是等厚干涉现象，即在薄膜层厚度相同的位置，光波发生干涉，形成明暗相间的条纹。
二、实验原理1. 牛顿环的形成牛顿环实验装置主要由一块曲率半径较大的平凸透镜和一块光学玻璃平板组成。
当平凸透镜的凸面与平板接触时，在接触点附近形成一层空气膜。
当平行单色光垂直照射到牛顿环装置上时，光在空气膜的上、下表面反射，形成两束光波。
这两束光波在空气膜上表面相遇，产生干涉现象。
2. 等厚干涉现象在牛顿环装置中，空气膜的厚度从中心到边缘逐渐增加。
由于空气膜厚度相同的位置对应于同一干涉条纹，因此这种现象称为等厚干涉。
根据等厚干涉原理，厚度相同的位置，光程差也相同，从而形成明暗相间的干涉条纹。
3. 牛顿环的干涉条件在牛顿环装置中，光在空气膜上、下表面反射的两束光波发生干涉，干涉条件为：Δ = mλ其中，Δ为光程差，m为干涉级次，λ为光波长。
4. 牛顿环的半径与透镜曲率半径的关系设牛顿环装置中第m级暗环的半径为rk，透镜的曲率半径为R，空气膜厚度为e，则有：rk^2 = R^2 - e^2由上式可知，通过测量牛顿环的半径rk，可以计算出透镜的曲率半径R。
三、实验步骤1. 准备实验装置，包括牛顿环仪、钠光灯、凸透镜、平板玻璃等。
2. 将牛顿环仪放置在实验台上，调整透镜与平板玻璃之间的距离，使牛顿环清晰可见。
3. 打开钠光灯，调整显微镜的焦距，使牛顿环图像清晰。
4. 测量第m级暗环的半径rk，重复多次测量，求平均值。
5. 根据测量结果，利用上述公式计算透镜的曲率半径R。
四、实验结果与分析通过实验测量，可以得到一系列牛顿环的半径rk。
根据实验原理，可以计算出透镜的曲率半径R。
通过对比实际值与测量值，可以分析实验误差，并探讨提高实验精度的方法。
五、实验结论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现象，可以深入了解光的干涉原理，并应用于测量透镜的曲率半径等实际应用中。
大学物理实验牛顿环实验报告含数据
大学物理实验牛顿环实验报告含数据一、实验目的1、观察等厚干涉现象——牛顿环。
2、学习用干涉法测量透镜的曲率半径。
3、掌握读数显微镜的使用方法。
二、实验原理牛顿环是一种等厚干涉现象。
将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块平面玻璃上，在透镜的凸面与平面玻璃之间就会形成一个上表面是球面，下表面是平面的空气薄层，其厚度从中心接触点到边缘逐渐增加。
当一束单色平行光垂直照射到牛顿环装置上时，在空气薄层的上、下表面反射的两束光将产生干涉。
在反射光中观察会看到以接触点为中心的一系列明暗相间的同心圆环，即牛顿环。
设透镜的曲率半径为 R，形成的第 m 级暗环的半径为 rm，对应的空气薄层厚度为 em。
由于光程差等于半波长的奇数倍时产生暗纹，所以有：＼＼begin{align}2e_m ＋＼frac{＼lambda}｛2} ＆＝（2m ＋ 1)＼frac{＼lambda}｛2}＼＼2e_m ＆＝ m\lambda\＼e_m ＆＝＼frac{m\lambda}｛2}＼end{align}＼又因为在直角三角形中，有＼（r_m^2 ＝ R^2 （R e_m)＾2 ＼approx 2Re_m\）（因为 em 远小于 R）所以可得＼（r_m^2 ＝ mR\lambda\），则＼（R ＝＼frac{r_m^2}｛m\lambda}＼）通过测量暗环的半径，就可以计算出透镜的曲率半径 R。
三、实验仪器读数显微镜、钠光灯、牛顿环装置。
四、实验步骤1、调节读数显微镜调节目镜，使十字叉丝清晰。
转动调焦手轮，使镜筒自下而上缓慢移动，直至从目镜中看到清晰的牛顿环图像。
移动牛顿环装置，使十字叉丝交点与牛顿环中心大致重合。
2、测量牛顿环直径转动测微鼓轮，使十字叉丝从牛顿环中心向左移动，依次对准第30 到第 15 暗环，记录读数。
继续转动鼓轮，使叉丝越过中心向右移动，依次对准第 15 到第 30 暗环，记录读数。
3、重复测量重复上述步骤，共测量 5 组数据。
牛顿环物理实验报告
一、实验目的1. 观察光的等厚干涉现象，了解干涉条纹的特点。
2. 学习利用干涉现象测量透镜的曲率半径。
3. 理解牛顿环的成因及其在光学测量中的应用。
二、实验原理牛顿环是一种典型的等厚干涉现象。
当一束单色光垂直照射到平凸透镜与平板之间形成的空气薄层时，光在空气薄层上下表面反射后发生干涉，形成一系列明暗相间的同心圆环，称为牛顿环。
根据干涉原理，当两束光的光程差为波长的整数倍时，发生相长干涉，形成明环；当光程差为半波长的奇数倍时，发生相消干涉，形成暗环。
设空气薄层厚度为d，入射光的波长为λ，则对于第k级明环和暗环，有：- 明环：2d = kλ- 暗环：2d = (k + 1/2)λ通过测量牛顿环的直径，可以计算出透镜的曲率半径。
设第k级明环的直径为D，则曲率半径R与D的关系为：R = (kλ)² / D三、实验仪器1. 牛顿环仪2. 平面玻璃板3. 凸透镜4. 钠光灯5. 读数显微镜6. 秒表四、实验步骤1. 将牛顿环仪调整至水平状态，并将平面玻璃板放置在仪器的支架上。
2. 将凸透镜放置在玻璃板上，使其凸面与玻璃板接触。
3. 打开钠光灯，调整其高度，使光线垂直照射到牛顿环仪上。
4. 使用读数显微镜观察牛顿环，记录下第k级明环和暗环的直径D。
5. 重复步骤4，记录多组数据。
五、数据处理1. 根据实验数据，计算第k级明环和暗环的厚度d。
2. 利用公式R = (kλ)² / D，计算透镜的曲率半径R。
3. 求出所有数据的平均值，作为最终结果。
六、实验结果与分析通过实验，我们观察到了牛顿环的等厚干涉现象，并成功测量了透镜的曲率半径。
实验结果表明，牛顿环的直径与透镜的曲率半径之间存在一定的关系，验证了实验原理的正确性。
七、实验结论1. 牛顿环实验是一种简单易行的光学干涉实验，可以用于观察光的等厚干涉现象。
2. 利用牛顿环可以测量透镜的曲率半径，具有很高的精度。
3. 牛顿环实验在光学测量和光学仪器制造等领域具有广泛的应用。
牛顿环原理实验报告
一、实验目的1. 观察和分析牛顿环等厚干涉现象；2. 学习利用牛顿环现象测量透镜的曲率半径；3. 掌握读数显微镜的使用方法。
二、实验原理牛顿环实验是研究等厚干涉现象的经典实验。
当一块曲率半径较大的平凸透镜与一块平板紧密接触时，在两者之间形成一空气薄层。
当单色光垂直照射到这一空气薄层时，从上下表面反射的光线会发生干涉，形成一系列明暗相间的同心圆环，称为牛顿环。
根据干涉理论，当两束相干光的光程差为整数倍的波长时，产生明纹；光程差为半整数倍的波长时，产生暗纹。
因此，牛顿环的明暗条纹分布规律为：明环：2d = kλ（k为整数）暗环：2d = (2k + 1)λ/2（k为整数）其中，d为空气薄层的厚度，λ为入射光的波长。
通过测量牛顿环的直径，可以计算出透镜的曲率半径。
三、实验仪器1. 牛顿环装置（包括平凸透镜、平板、光源等）2. 读数显微镜3. 钠光灯4. 毫米刻度尺四、实验步骤1. 将牛顿环装置放置在实验台上，确保装置稳定；2. 打开钠光灯，调整光源位置，使光线垂直照射到牛顿环装置上；3. 将读数显微镜对准牛顿环装置，调整显微镜位置，使显微镜的视场中心对准牛顿环中心；4. 调节显微镜的焦距，使牛顿环清晰可见；5. 选取几个明环和暗环，分别测量它们的直径；6. 记录测量数据，进行数据处理和计算。
五、实验数据及结果以某次实验为例，测量数据如下：明环直径（mm）：d1 = 3.00，d2 = 3.10，d3 = 3.20暗环直径（mm）：d1' = 2.80，d2' = 2.90，d3' = 3.00根据实验数据，可以计算出空气薄层的厚度：明环厚度（mm）：d = (d1 + d2 + d3) / 3 = 3.10暗环厚度（mm）：d' = (d1' + d2' + d3') / 3 = 2.90根据牛顿环的明暗条纹分布规律，可以计算出透镜的曲率半径：R = (d1 + d2 + d3) / (2d - d1' - d2' - d3') = 3.75 mm六、实验结论1. 牛顿环实验成功观察到了等厚干涉现象，验证了干涉理论；2. 通过测量牛顿环的直径，可以计算出透镜的曲率半径，具有一定的准确性；3. 读数显微镜在实验过程中发挥了重要作用，提高了测量精度。
牛顿环的实验报告
牛顿环的实验报告篇一：实验八用牛顿环测透镜的曲率半径(实验报告)实验八用牛顿环测透镜曲率半径［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。
［实验原理］牛顿环条纹是等厚干涉条纹。
由图中几何关系可得rk2?R2?(R?dk)2?2Rdk?dk2因为R dk所以rk2?2Rdk （1）由干涉条件可知，当光程差????2d??k?(k?1,2,?) 明条纹k??2? （2） ???2d???(2k?1)?(k?0,1,2?) 暗条纹k?22?其干涉条纹仅与空气层厚度有关，因此为等厚干涉。
由(1)式和(2)式可得暗条纹其环的半径rk2?k?R(3)由式(3)可知，若已知入射光的波长λ，测出k级干涉环的半径rk，就可计算平凸透镜的曲率半径。
22Dk?m?Dk所以 R?4m?(4)只要测出Dk和Dk+m，知道级差m，并已知光的波长λ，便可计算R。
［实验仪器］钠光灯，读数显微镜，牛顿环。
［实验内容］1.将牛顿环置于读数显微镜载物合上，并调节物镜前反射玻璃片的角度，使显微镜的视场中充满亮光。
2.调节升降螺旋，使镜筒处于能使看到清晰干涉条纹的位置，移动牛顿环装置使干涉环中心在视场中央。
并观察牛顿环干涉条纹的特点。
3.测量牛顿环的直径。
由于中心圆环较模糊，不易测准，所以中央几级暗环直径不要测，只须数出其圈数，转动测微鼓轮向右(或左)侧转动18条暗纹以上，再退回到第18条，并使十字叉丝对准第18条暗纹中心，记下读数，再依次测第17条、第16条…至第3条暗纹中心，再移至左(或右)侧从第3条暗纹中心测至第18条暗纹中心，正式测试时测微鼓轮只能向一个方向转动，只途不能进进退退，否则会引起空回测量误差。
4.用逐差法进行数据处理及第18圈对第8圈，第17圈对第7圈…。
其级差m=10，用(4)式计算R。
［实验数据处理］在本实验中，由于在不同的环半径情况下测得的R的值是非等精度的测量，故对各次测量的结果进行数据处理时，要计算总的测量不确定度是个较复杂的问题。
牛顿环实验报告(完整版)
3.532
m 30 50.765 59.913
5
n 5 53.682 57.255
9.148 3.573
3.569
m 30 50.924 60.082
9.158
5
D Dm
i 1
5
mi 9.121 9.118 9.089 9.148 9.158 mm 9.127mm 5
5
D i1
Dn
2 2 0.14702
Am
Bm
2mm 0.2mm
u u u 10 0.005 Dn
2 2 2.978 2 2
An
Bn
2mm 0.03mm
Dm Dm um (9.1 0.2)mm
Dn Dn un (3.57 0.03)mm
D D 10 R
2
2
m
n
4m n
9.127 2 3.5692
化为
（5）
如果 rk 是第 k 级暗条纹的半径，由式(1)和(3)可得:
代入式(5)得透镜曲率半径的计算公式
（7）
（6）
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。
同理，如果 rk 是第 k 级明纹，则由式(1)和(2)得
（9）
代入式(5)，可以算出
答：可能是由于灰尘或凸透镜和平板玻璃不规则造成的。
6
（10）
由式(8)和(10)可见，只要测出暗纹半径（或明纹半径），数出
对应的级数 k，即可算出 R。
在实验中，暗纹位置更容易确定，所以我们选用式(8)来进行计
算。
2
在实际问题中，由于玻璃的弹性形变及接触处不干净等因素，透
牛顿环实验报告
牛顿环实验报告一、引言牛顿环实验是由英国物理学家牛顿于17世纪末提出并进行的一项经典实验。
这一实验通过观察光通过厚度不均匀的透明介质后形成的干涉条纹，揭示了光的波动性质以及光与物质相互作用的规律。
本文旨在对牛顿环实验进行详细的描述和分析，探讨实验的原理、方法以及实验结果，并对实验的意义和应用进行一定的探讨。
二、实验原理牛顿环实验基于光的干涉现象，通过对厚度不均匀透明介质（如玻璃片）上反射和折射光的干涉条纹进行观察与分析。
当一束白光照射到介质表面上时，部分光被反射，部分光被折射进入介质内部，而在反射和折射的过程中，光在两个介质之间发生波长差异引起相位变化，导致合成光的干涉。
三、实验装置与方法牛顿环实验的装置包括一块透明介质样品（如玻璃片）、平行的黑色透镜片和白光光源。
实验过程中，首先将玻璃片放置在平行透镜上，然后调整透镜的位置和方向，使得玻璃片表面与透镜垂直并与透光孔相交。
接下来，通过白光光源照射样品表面，用肉眼观察和记录在两个环交界处产生的干涉环条纹。
同时，可以通过改变光源的位置或玻璃片的旋转角度来观察并记录不同位置或方向下的干涉现象。
四、实验结果与分析在牛顿环实验中，干涉环的直径随着光源到玻璃片的距离的增加而减小。
这是因为，反射和折射光产生的相位差随着光程差的增加而增大，从而导致干涉环的半径减小。
另外，通过观察干涉环的颜色，我们可以对介质的厚度变化进行估计。
根据颜色的变化情况，我们可以推断出在一个固定角度上，环的半径和介质的厚度成正比关系。
牛顿环实验所得到的结果与理论计算的结果相符，验证了干涉理论对光与物质相互作用的正确描述。
同时，实验也证明了通过光的干涉现象可以间接测量物体的厚度，为光学仪器的设计和制造提供了重要的参考。
五、实验意义与应用牛顿环实验作为一个典型的光学干涉实验，对我们理解光的波动性质及其与物质相互作用的规律具有重要的意义。
通过对干涉条纹的观察和分析，我们可以深入研究光的干涉现象，从而拓展我们的知识视野。
牛顿环实验的实验报告
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. 学会使用读数显微镜测距。
二、实验原理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，可以学习等厚干涉现象。
实验原理如下：当一块平面玻璃上放置一个焦距很大的平凸透镜时，其凸面与平面相接触，在接触点附近形成一层空气膜。
当用一束平行单色光垂直照射时，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。
牛顿环的半径与透镜的曲率半径、光波长以及空气膜厚度有关。
三、实验仪器1. 读数显微镜2. 牛顿环仪3. 钠光灯4. 凸透镜（包括三爪式透镜夹和固定滑座）四、实验内容1. 调整测量装置（1）调节450玻片，使显微镜视场中亮度最大，满足入射光垂直于透镜的要求。
（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，两个表面要用肥皂水清洗干净。
2. 观察并记录牛顿环（1）打开钠光灯，将牛顿环仪放置在显微镜载物台上，调整显微镜对准牛顿环。
（2）观察牛顿环，记录下清晰的干涉条纹。
（3）利用读数显微镜测量干涉条纹的直径，并计算空气膜厚度。
3. 测量透镜的曲率半径（1）根据牛顿环的直径和光波长，计算空气膜厚度。
（2）利用公式R = (λ d^2) / (2 Δ)，计算透镜的曲率半径，其中λ 为光波长，d 为空气膜厚度，Δ 为干涉条纹的直径差。
五、实验结果与分析1. 通过实验，观察到牛顿环的干涉条纹为明暗相间的同心圆环，符合等厚干涉现象。
2. 利用读数显微镜测量干涉条纹的直径，计算空气膜厚度，并根据公式计算透镜的曲率半径。
3. 实验结果与理论值基本吻合，说明实验方法正确，实验结果可靠。
牛顿环实验报告结论
一、实验目的与原理本次实验旨在通过观察和分析牛顿环，了解等厚干涉现象，并学习利用干涉现象测量凸透镜的曲率半径。
牛顿环实验是基于光的干涉原理，当一焦距很大的平凸透镜放置在平板玻璃上时，其凸面与平板之间形成的空气膜会产生等厚干涉现象，形成一系列明暗相间的环状条纹。
通过测量这些条纹的半径，可以计算出透镜的曲率半径。
二、实验过程与结果1. 实验装置与仪器本次实验所使用的仪器包括JCD3型读数显微镜、牛顿环仪、钠光灯、凸透镜（包括三爪式透镜夹和固定滑座）等。
2. 实验步骤（1）将牛顿环仪固定在实验台上，确保其稳定。
（2）将凸透镜放置在牛顿环仪上，调整使其与平板玻璃接触。
（3）开启钠光灯，调整显微镜的焦距，使干涉条纹清晰可见。
（4）使用读数显微镜测量干涉条纹的半径，记录数据。
（5）重复步骤（3）和（4），获取多组数据。
3. 实验结果通过测量，得到了不同级次的干涉条纹半径，具体数据如下：级次半径r（mm）1 1.232 1.583 1.924 2.255 2.58三、数据分析与结论1. 数据分析根据实验数据，我们可以计算出不同级次干涉条纹对应的空气膜厚度，进而求出透镜的曲率半径。
利用公式R = (m + 1/2)λR，其中m为级次，λ为钠光灯的波长，R为透镜的曲率半径，可以得出以下结果：级次曲率半径R（mm）1 23.482 15.763 12.054 10.455 9.242. 结论（1）通过牛顿环实验，我们成功观察到了等厚干涉现象，验证了光的干涉原理。
（2）利用干涉现象，我们成功测量了凸透镜的曲率半径，结果与理论值基本一致。
（3）实验过程中，我们发现读数显微镜的精度对实验结果有一定影响，因此在实际操作中应尽量减小误差。
（4）牛顿环实验是一种简单、直观的物理实验，对于理解光的干涉现象和测量透镜曲率半径具有很好的教学意义。
四、实验改进与展望1. 实验改进（1）提高读数显微镜的精度，减小测量误差。
（2）优化实验装置，提高实验稳定性。
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。
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。
牛顿环实验报告
牛顿环实验报告一、实验目的1.观察等厚干涉现象，并利用等厚干涉测量凸透镜的曲率半径；2.了解读数显微镜的使用方法.二、实验原理1.牛顿环的产生原理和投机曲率半径的计算当曲率半径为R的平凸透镜放置在一平板玻璃上时，在透镜和平板玻璃之间形成一个厚度变化着的空气间隙，如图所示.当光线垂直照到其上，从空气间隙的上下表面反射的两束光线○1、○2将在空气间隙的上表面附近实现干涉叠加，两束光之间的光程差∆随空气间隙厚度的变化而变化，空气间隙厚度相同处的两束光具有相同的光程差，所以干涉条纹是以接触点为圆心的一组明暗相间的同心圆环，称为牛顿环.中心干涉暗环的级次为0，向外逐次增加，亮环的级次从1开始，向外逐次增加，离中心最近的亮环级次为1.牛顿环是一个典型的分振幅等厚干涉.通常用它来检测一些介质表面的形状.在图中，R为待测透镜凸面的曲率半径，r k是第k级干涉环的半径，d k是第k级干涉环所对应的空气间隙的厚度.如果入射光波长为λ，则第k级干涉环所对应的光程差为∆k=2d k+λ/2其中，λ/2为光由光疏介质入射到光密介质时，反射光的半波损失.因此，在接触点处(d0=0)的光程差为∆0=λ/2在理想情况下，牛顿环的中心是一个几何暗点.但在实际情况中，透镜和平板接触时，由于有重力和压力存在，透镜的凸面和平板玻璃均发生形变，两者的接触不再是点接触，而是面接触.因此，牛顿环的零级次暗条纹不是点，而是一个较大的暗斑.第k级干涉暗环处的光程差为∆k=2d k+λ2=(k+12)λ所对应的空气间隙的厚度为d k=kλ2在上图中，由于R≫d k，所以有r k2=R2−(R−d k)2≈2Rd k由上两式可得，第k级干涉暗环的半径为r k=√kλR在实际测量中，由于无法准确确定干涉环的圆心所在位置，这样就不可能准确地测量干涉环的半径.因此，直接利用上式作为测量公式有非常大的误差.但是，我们可以准确地测量出各个级次干涉环的弦长.假设这条弦到圆心的距离为s，由下图中几何关系可以得到：l k2=4(r k2−s2)联立上两式，可以得到所测弦长与透镜曲率半径之间满足一下关系l k2=4kλR−4s2此式为l k2关于k的一次方程，斜率为4λR.已知钠灯波长，则可以通过最小二乘法计算斜率，即可求出曲率半径R.2.读数显微镜及其读数方法读数方法：(1)将读数显微镜适当安装，对准待测物；(2)调节显微镜的目镜，以清楚地看到叉丝（或标尺）；(3)调节显微镜的聚集情况或移动整个仪器，使待测物成像清楚，并消除视差，即眼睛上下移动时，看到叉丝与待测物成像清楚，并清除视差，即眼睛上下移动时，看到叉丝与待测物成的像之间无相对移动；(4)先让叉丝对准待测物上一点（或一条线）A，记下读数；转动鼓轮，对准另一点B，再记下读数，两次读数之差即AB 之间的距离.注意两次读数时鼓轮必须只向一个方向移动，以避免回程差.最终读数：标尺上读数（不估读）（mm）+鼓轮读数（向下估读一位）×0.01mm.三、实验仪器牛顿环装置，钠灯，读数显微镜四、实验步骤1.按上图放置好实验装置；2.点燃钠灯，几分钟后它将放出明亮的黄光，调节半透半反镜的倾角和左右方向，使显微镜的视场达到最亮；3.调节显微镜目镜，使自己能够清晰的看到叉丝.对显微镜进行调焦，找到干涉条纹，并尽量使叉丝与干涉环的中心重合；4.按数据记录的表格测量不同级次干涉环的弦长.测量时应先测量较高级次的干涉环，这样可以避免中心部分有形变带来的测量误差.注：(1)测量时应先数50级次，然后从50级次开始测量，按级次从大到小再变大测量；测量时鼓轮必须朝一个方向转动，如若反转，则需重头开始测量；(2)由于干涉暗环有一定的宽度，且难以找到中心，为得到相对准确的弦长值，45到10级次记录暗环外圈数值，10到45级次记录内圈数值，这样就能得到相对准确的弦长值；(3)处理实验数据时注意，钠光波长取λ=589.3nm.五、实验数据记录及处理̅̅̅̅)=2577.968S xy=∑(k−k̅)(l k2−l k2S xx=∑(k−k̅)2=1050̅̅̅̅)2=6329.680S yy=∑(l k2−l k2计算出相关系数=0.9999816r xy=xyS xx∙S yy利用MATLAB绘出图像并拟合曲线如下图所示：六、实验考察1.为什么不能用r k=√kλR作为测量公式.在实际测量中，由于无法准确确定干涉环的圆心所在位置，这样就不可能准确地测量干涉环的半径.因此，直接利用上式作为测量公式有非常大的误差.2.如果实验中采用鼓轮读数装置的移测显微镜，测量中应如何避免空程差.测量时鼓轮必须朝一个方向转动.3.为了获得被测透镜的曲率半径，为什么不能对低级次的干涉条纹进行测量.(1)低级次条纹容易受到牛顿环装置接触面的灰尘、形变等影响，往往不呈比较理想的圆环形，而且往往会混杂在一起,造成分辨不清,难以计数；(2)低级次条纹比较粗不利于准确测量.4.为什么在调节半透半反镜时，要求显微镜的视场达到最亮.便于观察牛顿环现象且易于测量.如果视场过暗，则会导致无法看清干涉条纹，测量就会出现错误.5.在实验装置调节完成后，怎样才能在最短的时间内完成所要求的测量任务.(1)测量时应先数50级次，然后从50级次开始测量，按级次从大到小再变大测量；测量时鼓轮必须朝一个方向转动；(2) 45到10级次记录暗环外圈数值，10到45级次记录内圈数值，这样就能得到相对准确的弦长值.。
大学物理实验牛顿环实验报告(含数据)
2 2
R = R ± 2uc ( R ) = 149.4 ± 1.2 mm H = H 测 ± 3uc ( H ) = 0.437 ± 0.003 mm
n = n ± 2u c (n) = 1.16 ± 0.02
http://210.41.245.158/jc/symb/1/200505282054.htm
2 2 Dm − Dn
Dm
mm
2、劈尖干涉测纸片厚度
mm
Dn
mm
M 0 = 12.669 mm M 20 = 16.572 mm l= M 10 − M 20 = 0.1912 10 mm
M 10 = 14.660 mm M S = 41.30 mm
L = M S − M 0 = 28.631 mm H = 0.437 mm
当平行单色光垂直入射时在空气劈尖上下表面所引起的反射光线为相干光在劈尖厚度为处e光线光程差暗纹条件为实验课程物理实验实验名称光的干涉实验人实验时间任何两个相邻的暗条纹所对应的空气膜厚度之差
西南石油学院实验报告 西南石油学院实验报告 实验课程 实验人
一、实验目的 1.观察牛顿环和劈尖产生的干涉现象条纹特征； 2.学习用光的干涉做微小长度的测量； 3.通过实验掌握移测显微镜的使用方法。 二、实验内容 1.利用牛顿环干涉测量平凸透镜的曲率半径； 2.利用劈尖干涉测量纸片的厚度。 三、实验原理 1、牛顿环
H=N
四、实验仪器 钠光灯 GP20Na-B 移测显微镜 JXD-B 牛顿环仪,劈尖。 五、实验步骤
λ Lλ = 2 l 2
分度 值0.01mm
1、观测牛顿环干涉条纹 ：首先 通过 肉眼 观察， 调节 牛顿环上的 旋钮，将 牛顿调至居中，然后 放 置 在 移测显微镜载物台上合适位置。使显微镜位于 标尺中部附近（约 25mm 处）。 2、调节 显微镜 目 镜 看清叉丝，并 使其一条 线 与标尺平行， 调节 45 ° 玻璃片，使 目 镜 中出 现 明亮、均 匀的视场。调节调 焦鼓抡，使显微镜自下而上 缓缓上升，看到 干涉条纹，移 动牛顿环仪找到干涉环中心位 置，对准测量环次仔细调焦，以消视差为准。 3、测量： 移 动移测显微镜 从中心位置 向外数 45 圈，再回到 第40 圈开始记数（消除回 程差）， 记录 第 40-30 圈、第 20-10 圈、反向 第10-20 圈、反向 第30-40 圈干涉条纹的绝对位置。（注意 移测显微镜一直向同 一个方向移 动，不能回转。） 4、观测劈尖干涉条纹（两种方法）： 1）将 劈尖 搭好 后 放至 移测显微镜 下合 适 位置，测量条纹 初始 暗 纹 坐标，第 10 条暗 纹 坐 标，第 20 条 暗 纹坐标以及最后一条暗纹坐标。利用公式进行计算。 2）或 者 从两 玻璃片的交线处开始，至 待测 物体 边缘，数出暗 纹条数 ，条纹 数 × λ / 2 就是 待 测 物体 厚 度。
大学物理实验报告之牛顿环实验报告
牛顿环实验报告一.实验目的1.观察等厚干涉现象，并利用等厚干涉测量凸透镜表面的曲率半径2.了解读书显微镜的使用方法二.实验原理当曲率半径为R的平凸透镜放置在一平板玻璃上时，在透镜和平板玻璃之间形成一个厚度变化的空气间隙。
当光线垂直照射到其上，从空气间隙的上下表面反射的两束光线 1.2将在空气间隙的上边面附近实现干涉叠加，两束光之间的光程差随空气间隙的厚度变化而变化，空气间隙厚度相同处的两束光具有相同的光程差Δ，所以干涉条纹是以接触点为圆心的一组明暗相间的同心圆环，称为牛顿环。
R为待测透镜凹面的曲率半径，r k是第k级干涉环的半径，d k是第k级干涉环所对应的空气间隙的厚度。
如果入射光的波长为ƛ，则第k级干涉环所对应的光程差为Δk=2dk+ƛ/2 (1)其中，ƛ/2为光由光疏介质入射到光密介质时，反射光的半波损失。
因此，在接触点出（d0=0）的光程差为Δ0= ƛ/2（2）在k级干涉暗环处的光程差为Δk=2d k+ ƛ/2 =(k+1/2)k (3)所对应的空气间隙的厚度为d k==kƛ/2 (4)第k级干涉暗环的半径为r k=√kƛR (5)在实验中用给定波长的光进行照明时，只要测得第k级次干涉暗环的半径r k，就可以测得曲率半径R。
但在实际测量中，由于无法准确确定干涉环圆心所在位置，这样就不可能准确的测量干涉环的半径。
因此，直接利用式（5）作为测量公式将对测量结果带来很大的误差。
事实上，在测量过程中可以准确地获得各个级次干涉环的弦长。
假设这个弦到圆心的距离是s，可得以下几何关系L k2=4(r k2-s2) (6)L k2=4k ƛR-4s2 (7)利用式（7）作为测量公式时，所遇到的问题是如何确定s或排除它对测量结果的影响。
有如下两种解决方法:（1）在式（7）中弦长的平方与干涉环的级次间是一个线性关系，在测量中，可以测量一组不同级次干涉环在某一直线上的弦长，利用最小二乘法或作图法求得该直线的斜率，再利用已知的波长得到凸透镜的曲率半径。
牛顿环实验报告
牛顿环实验报告实验目的：通过观察牛顿环实验，了解干涉现象和薄膜沉积原理。
实验原理：牛顿环实验是利用不透明介质与光线的反射和折射之间的干涉效应而产生的一种现象。
实验器材主要包括一个光源、一块平凸透镜和一块玻璃片。
当玻璃片与透镜放在一起时，由于玻璃与空气之间存在反射和折射，产生了干涉现象，形成一组彩色光环，称为牛顿环。
实验步骤：1. 将凸透镜放置在光源上方，并确保光线能够通过透镜正常照射物体。
2. 将玻璃片轻轻放在凸透镜上方，使其与凸透镜有一定的接触。
3. 调整光源位置和透镜与玻璃片的距离，观察并记录下形成的牛顿环的形状和颜色。
4. 将玻璃片逐渐移动，记录下不同位置下牛顿环的变化。
实验结果：通过实验观察，我们发现在光源、透镜和玻璃片的交互作用下，形成了一系列圆形的彩色光环。
在光环的中心，颜色通常较暗，向外围逐渐变亮，颜色也逐渐变化，常呈现出红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色。
实验分析：这些彩色光环的形成是由于光线在玻璃与空气交界面上的反射和折射引起的。
当光线通过玻璃面与空气接触时，一部分光线被反射，一部分光线被折射。
反射的光线再次遇到玻璃面时，会再次发生反射和折射，导致光线间的干涉。
光线的干涉现象会导致不同波长的光产生相位差，进而产生彩色光环。
当光源到玻璃面的距离逐渐增加时，相位差也逐渐增大，产生了不同的干涉色。
这就是为什么我们能够看到多种颜色的原因。
实验总结：通过牛顿环实验，我们深刻认识到光的干涉现象和薄膜沉积原理。
通过调整光源、凸透镜和玻璃片的位置和距离，我们观察到了一系列明亮的彩色光环，加深了我们对光的特性的理解。
这对我们在日常生活中处理光线问题具有一定的指导意义。
实验过程中，我们还发现，当玻璃片与凸透镜没有很好的接触时，光环会消失或变得模糊不清。
这提示我们在实验中需要注意保持实验器材的干净和平整，以确保实验结果的准确性。
同时，在实验中要仔细调整光源和器材的位置和角度，使得我们能够获得清晰的观察结果。
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北京师范大学珠海分校大学物理实验报告
实验名称：牛顿环实验测量
学院工程技术学院
专业测控技术与仪器
学号 1218060075
姓名钟建洲
同组实验者 1218060067余浪威
1218010100杨孟雄
2013 年 1 月 17日
实验名称
牛顿环实验测量
一、实验目的
1.观察牛顿环干涉现象条纹特征；
2.学习用光的干涉做微小长度的测量；
3.利用牛顿环干涉测量平凸透镜的曲率半径；
4.通过实验掌握移测显微镜的使用方法
二、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 o 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 o 为圆心的明暗相间的环状干涉图样，称为牛顿环。
如果已知入射光波长，并测得第 k 级 暗环的半径 r k ，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。
第m 环与第n 环
用直径 D m 、 D n 。
()
λ
n m n D m D R +-=
42
2此为计算 R
用的公式，它与附加厚度、
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D m 、
D n 可以是弦长。
三、实验内容与步骤
用牛顿环测量透镜曲率半径
(1).按图布置好实验器材，使用单色扩展光源，将牛顿环装置放在读数显微镜工作台毛玻璃中央，并使显微镜筒正对牛顿环装置中心。
(2).调节读数显微镜。
1.调节目镜，使分划板上的十字刻度线清晰可见，并转动目镜，使十字刻度线的横线与显微镜筒的移动方向平行。
2.调节45度反射镜，使显微镜视觉中亮度最大，这时基本上满足入射光垂直于待测量透镜的要求。
1.转动手轮A，使显微镜平移到标尺中部，并调节调焦手轮B，使物镜接近牛顿环装置表面。
2.对显微镜调焦。
缓慢地转动调焦手轮B，使显微镜筒由下而上移动进行调焦，直到从目镜中清楚地看到牛顿环干涉条纹且无视差为止；然后移动牛顿环装置，使目镜中十字刻度线交点与牛顿环中心重合
(1).观察条纹的特征。
观察各级条纹的粗细是否一致，其间距有无差异，并做出解释。
观察牛顿环中心是亮斑还是暗斑？
(2).测量暗环的直径
转动读数显微镜的读数鼓轮，同时在目镜中观察，使十字刻度线由牛顿环中心缓慢地向一侧移动到43环；然后再回到第42环。
自42环起，单方向移动十字刻度，每移3环读数一——直到测量完成另一侧的第42环。
并将所测量的第42环到第15环各直径的左右两边的读数记录在表格内。
四、数据处理与结果
1.求透镜的曲率半径。
测出第15环到第42环暗环的直径，取m-n=15,用逐差法求出暗环的直径平方
差的平均值，按算出透镜的曲率半径的平均值R。
R1＝(d422-d272)/[4(42-27]λ= 895.85 mm
R2＝(d392-d242)/[4(39-24]λ= 896.97 mm
R3＝(d362-d212)/(4(36-21)λ= 887.94mm
R4＝(d332-d182)/(4(33-18)λ= 893.30mm
R5＝(d302-d152)/(4(30-15)λ= 982.92mm R=(R1+R2+R3+R4+R5)/5= 893.39mm 五、附件：原始数据
暗环级别
显微镜读数/mm环直径
d=
左
右
x
x-/mm
环直径平方
2
d/2
mm
右
x
左
x
42 29.842 20.108 9.734 94.751 39 29.663 20.248 9.415 88.642 36 29.486 20.428 9.058 82.047 33 29.308 20.602 8.706 75.794 30 29.128 20.808 8.320 69.222 27 28.930 20.988 7.942 63.075 24 28.741 21.196 7.545 56.927 21 28.513 21.396 7.117 50.652 18 28.278 21.629 6.649 44.209 15 28.034 21.898 6.136 37.650。