牛顿环等厚干涉标准实验报告
牛顿干涉法实验报告
一、实验目的1. 观察和分析牛顿环的干涉现象；2. 学习利用牛顿环测定平凸透镜的曲率半径；3. 加深对等厚干涉原理的理解。
二、实验原理牛顿环是等厚干涉现象的一个典型实例。
当一束单色光垂直照射到平凸透镜与平板之间的空气膜上时，经空气膜上、下表面反射的两束光波在透镜的凸面上相遇，发生干涉。
由于空气膜的厚度从中心到边缘逐渐增加，同一干涉环上各处的空气膜厚度相同，因此形成等厚干涉条纹。
根据光的干涉原理，当两束光的光程差为整数倍的波长时，产生明纹；当光程差为半整数倍的波长时，产生暗纹。
设空气膜的厚度为d，入射光的波长为λ，则：明纹：2d = mλ（m为整数）暗纹：2d = (m + 1/2)λ通过测量牛顿环的直径，可以计算出平凸透镜的曲率半径。
设牛顿环的直径为D，则曲率半径R与空气膜厚度d的关系为：R = (mλD^2) / (2d)三、实验仪器与用具1. 平凸透镜；2. 平板玻璃；3. 牛顿环仪；4. 钠光灯；5. 读数显微镜；6. 移测显微镜；7. 计算器。
四、实验步骤1. 将平凸透镜和平板玻璃叠合，安装在牛顿环仪上；2. 用钠光灯照射牛顿环仪，调节显微镜，使干涉条纹清晰可见；3. 移测显微镜测量牛顿环的直径D；4. 记录实验数据，计算平凸透镜的曲率半径R。
五、实验数据与结果1. 牛顿环直径D1 = 5.12mm2. 牛顿环直径D2 = 5.15mm3. 平均直径D = (D1 + D2) / 2 = 5.14mm根据实验数据，计算平凸透镜的曲率半径R：R = (mλD^2) / (2d)取m = 2，λ = 589.3nm（钠光灯的波长），代入计算得：R = (2 589.3nm (5.14mm)^2) / (2 0.05mm) ≈ 299.7mm六、实验分析与讨论1. 实验过程中，观察到牛顿环的干涉条纹为明暗相间的圆环，且中心为一暗斑；2. 通过测量牛顿环的直径，计算出平凸透镜的曲率半径，与理论值相符；3. 实验结果表明，牛顿环实验是一种简单、有效的方法，可以用来测定平凸透镜的曲率半径。
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。
等厚干涉实验报告
等厚干涉实验报告一、实验目的1、观察等厚干涉现象，加深对光的波动性的理解。
2、掌握用牛顿环测量平凸透镜曲率半径的方法。
3、学会使用读数显微镜。
二、实验原理1、等厚干涉当一束平行光垂直照射到薄膜上时，从薄膜上下表面反射的两束光将会发生干涉。
在薄膜厚度相同的地方，两束反射光的光程差相同，从而形成明暗相间的干涉条纹。
这种干涉称为等厚干涉。
2、牛顿环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形成一个空气薄膜。
当平行光垂直照射时，在空气薄膜的上表面和下表面反射的光将发生干涉，形成以接触点为中心的一系列明暗相间的同心圆环，称为牛顿环。
3、牛顿环半径与曲率半径的关系设透镜的曲率半径为＄R$，形成第＄k$ 个暗环时，对应的空气薄膜厚度为＄e_k$。
根据几何关系，有：＼e_k ＝＼sqrt{R^2 （r_k)＾2} R＼由于＄r_k^2 ＝ kR\lambda$ （其中＄＼lambda$ 为入射光波长），所以可得：＼R ＝＼frac{r_k^2}｛k\lambda}＼通过测量暗环的半径＄r_k$，就可以计算出透镜的曲率半径＄R$。
三、实验仪器读数显微镜、钠光灯、牛顿环装置。
四、实验步骤1、调整仪器（1）将牛顿环装置放在显微镜的载物台上，调节显微镜的目镜，使十字叉丝清晰。
（2）调节显微镜的物镜，使其接近牛顿环装置，然后缓慢上升物镜，直到看清牛顿环的图像。
（3）调节钠光灯的位置和角度，使入射光垂直照射到牛顿环装置上。
2、测量牛顿环的直径（1）转动显微镜的测微鼓轮，使十字叉丝的交点移到牛顿环的中心。
（2）然后从中心向外移动叉丝，依次测量第＄10$ 到第＄20$ 个暗环的直径。
测量时，叉丝的交点应与暗环的边缘相切。
（3）每一个暗环的直径测量多次，取平均值。
3、数据处理（1）将测量得到的数据填入表格中，计算出每个暗环的半径。
（2）根据公式＄R ＝＼frac{r_k^2}｛k\lambda}＄，计算出透镜的曲率半径＄R$。
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。
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-等厚干涉标准实验报告
实验学生：学号：实验地点： 一、实验室名称:、实验项目名称：牛顿环测曲面半径和劈尖干涉 三、实验学时: 四、实验原理:1、等厚干涉如图1所示，在C 点产生干涉，光线11'和22'的光程差为 △ =2d+入12式中是因为光由光疏媒质入射到光密媒质上反射时，有一相位突 变引起的附加光程差。
当光程差 △ =2d+ ”2=(2k+1) ”2, 即d=k ”2时 产生暗条纹； 当光程差 △ =2d+ ”2=2k ”2, 即d=(k — 1/2) ”2时 产生明条纹； 因此,在空气薄膜厚度相同处产生同一级的干涉条纹，叫等厚干涉条2、用牛顿环测透镜的曲率半径将一个曲率半径较大的平凸透镜的凸面置于一块光学平板玻璃上则报告指导教师： 实验时间：可组成牛顿环装置。
如图2所示。
这两束反射光在AOB表面上的某一点E 相遇，从而产生E点的干涉。
由于AOB 表面是球面，所产生的条纹是明暗相间的圆环，所以称为牛顿环，如图3所示。
图33、劈尖干涉将两块光学平玻璃重叠在一起，在一端插入一薄纸片，则在两玻璃板间形成一空气劈尖，如图4所示。
K级干涉暗条纹对应的薄膜厚度为d=k "2 k=0时，d=0, 即在两玻璃板接触处为零级暗条纹；若在薄纸处呈现k=N级条纹，则薄纸片厚度为d'N "2 若劈尖总长为L,再测出相邻两条纹之间的距离为△ x,则暗条纹总数为N =L/A x, 即d'L "2 △ x。
五、实验目的：深入理解光的等厚干涉及其应用，学会使用移测显微镜六、实验容：1、用牛顿环测透镜的曲率半径2、用劈尖干涉法测薄纸片的厚度图2一L 一 |七、实验器材(设备、元器件)：牛顿环装置，移测显微镜，两块光学平玻璃板，薄纸片，钠光灯及电源。
八、实验步骤：1.用牛顿环测透镜的曲率半径(1)在日光下，用手轻调牛顿环仪上的三个螺钉，使牛顿环位于其中心。
螺钉不要调得太紧(会压坏玻璃)，也不要调得太松(牛顿环不稳定，容易移动，无法准确进行测量)。
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。
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。
牛顿环干涉环实验报告
一、实验目的1. 观察和分析牛顿环干涉现象；2. 学习利用干涉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、实验原理牛顿环干涉现象是等厚干涉的一种典型表现形式。
当一平凸透镜与一平面玻璃板接触时，在透镜的凸面与平面玻璃板之间形成一层空气薄层。
当单色光垂直照射到这层空气薄层时，由于上下表面反射的光波发生干涉，形成明暗相间的同心圆环，称为牛顿环。
根据干涉条件，当光程差为波长的整数倍时，形成明环；当光程差为半波长的奇数倍时，形成暗环。
根据牛顿环的干涉条纹，可以计算出透镜的曲率半径。
三、实验仪器与设备1. 牛顿环实验装置（包括平凸透镜、平面玻璃板、金属框架、螺旋等）；2. 读数显微镜；3. 钠光灯；4. 毛细管夹具；5. 计算器。
四、实验步骤1. 将平凸透镜和平面玻璃板放置在金属框架中，使透镜的凸面与平面玻璃板接触；2. 调整螺旋，使透镜与平面玻璃板之间的空气薄层厚度均匀；3. 打开钠光灯，调节显微镜的焦距，使视场中亮度最大；4. 调节显微镜的显微镜筒，使干涉条纹清晰可见；5. 记录不同干涉环的直径；6. 重复上述步骤，进行多次测量。
五、数据处理1. 根据实验数据，绘制干涉环直径与环号的关系图；2. 利用公式R = λ D / d 计算透镜的曲率半径，其中 R 为曲率半径，λ 为钠光波长，D 为干涉环直径，d 为相邻两环的直径差。
六、实验结果与分析1. 通过实验观察，可以清晰地看到牛顿环干涉现象，干涉条纹为明暗相间的同心圆环；2. 根据实验数据，绘制的关系图显示，干涉环直径与环号之间存在线性关系；3. 通过计算，得到透镜的曲率半径为R = λ D / d；4. 与理论值进行比较，实验结果与理论值基本吻合。
七、实验总结1. 本实验成功观察到了牛顿环干涉现象，并学会了利用干涉现象测量透镜的曲率半径；2. 通过实验，掌握了读数显微镜的使用方法，提高了实验技能；3. 在实验过程中，应注意实验装置的调整和数据处理，以保证实验结果的准确性。
等厚干涉--牛顿环实验报告
等厚干涉--牛顿环实验报告文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]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。
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本次实验是牛顿环等厚干涉标准实验，主要是通过实验观察和研究等厚干涉现象，探究光的传播和干涉规律。
实验通过激光器、反射镜和干涉仪等仪器设备，使用各种光学器件将光在空间中传播并产生出牛顿环等厚干涉现象，然后通过观察和测量干涉条纹变化，分析光的性质和干涉规律。
一、实验原理牛顿环等厚干涉是一种光学干涉现象，通常表示为平行两个平行透明介质之间的光的干涉。
在一个带有凸透镜的单色光源下，透过玻璃片和钢化玻璃之间的空气层之后，可以观察到一系列颜色相间的环形干涉带。
这些干涉带是由交替的明暗环组成的，其中暗环是由干涉引起的，而亮环是由衍射产生的。
该干涉现象是通过空气层中的相位差引起的，即光线在介质中传播时，速度和光程取决于介质中的折射率，不同厚度的介质会引起不同的相位差，导致干涉现象的产生。
在该实验中，使用平行玻璃片制成一个气膜，在光经过气膜后形成一系列环状干涉带。
这些干涉带间距相等，并且与气膜的厚度成正比，即同一色环的中心是等径分布的。
二、实验步骤1.将干涉仪放置在光学桌上，并将光路调整到较好的状态下。
2.开启激光器将光束引入反射镜，然后将光线引入干涉仪中。
该光线将通过反射镜和凸透镜，然后进入到平行玻璃片中产生光程差，形成牛顿环等厚干涉现象。
3.观察干涉现象，调整接收屏幕的位置，以使干涉条纹清晰可见。
4.使用显微镜或刻度尺等工具直接测量各个干涉环的半径，并记录在实验记录表格中。
5.改变光的颜色，观察干涉环的变化。
三、实验结果及分析根据观测的干涉现象和测量得到的数据，可以得出以下结论：1.牛顿环等厚干涉中，相邻两个暗环和亮环之间的间距相等，与气膜的厚度成正比，证明光是折射在气膜内部的。
2.随着光的波长的变化，干涉环的半径也会发生变化。
当光的波长变化很小时，干涉环的半径变化也很小；而当光的波长变化较大时，干涉环的半径变化也较大。
3.改变光路中的光程差，可调整干涉环的环距和条纹宽度。
4.当气膜厚度变化较小时，干涉环的环距变化较小。
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。
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。
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。
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名称：光的等厚干涉牛顿环实验
实验目的：
1. 了解等厚干涉的原理及实验方法；
2. 掌握干涉条纹的观察方法；
3. 通过实验验证牛顿环的存在。
实验原理：
当光线从介质的一面通过到另一面时，如果两次反射的光线程
程之差等于某个波长或其整数倍，这时两条光线相干叠加就会使
其光强产生相干干涉现象。
当两条干涉光线在取得最大强度时，
它之间的程差就是每个波长微小的一部分，如此就形成了一系列
互相分离的亮暗的同心环，这就是等厚干涉的原理。
实验步骤：
1. 准备所需材料：牛顿环装置，微调手轮以及单色光源等。
2. 将牛顿环装置校准好，使其完全水平。
并使用单色光源射入。
3. 使用微调手轮调整干涉条纹的大小及间距。
观察环的颜色变化。
4. 测量光程差和牛顿环的直径，并记录数据。
实验结果：
通过实验观察，我们发现随着干涉条纹数量的增加，牛顿环的直径也随之增加。
通过测量得到直径大小，计算可以得出光程差的值。
通过实验结果我们可以验证光的等厚干涉的存在，并进一步加深对于此原理的理解。
实验结论：
通过该实验我们可以得到光的等厚干涉原理的实验结果，并验证其存在。
同时，实验还让我们了解到牛顿环实验的观察方法和实验步骤。
这些知识可以帮助我们更好的理解光的干涉现象，并在实际应用中加以运用。
等厚干涉牛顿环实验报告
等厚干涉牛顿环实验报告 Revised final draft November 26, 2020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。
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实验报告
学生姓名：学号：指导教师：
实验地点：实验时间：
一、实验室名称：
二、实验项目名称：牛顿环测曲面半径和劈尖干涉
三、实验学时：
四、实验原理：
1、等厚干涉
如图1所示，在C点产生干涉，光线11`和22`的光程差为△=2d+λ/2
式中λ/2是因为光由光疏媒质入射到光密媒质上反射时，有一相位
突变引起的附加光程差。
当光程差△=2d+λ/2=(2k+1)λ
即d=k λ/2时产生暗条纹;
当光程差△=2d+λ/2=2kλ/2,
即d=(k－1/2)λ/2时产生明条纹
图1
因此,在空气薄膜厚度相同处产生同一级的干涉条纹,叫等厚干涉条纹。
2、用牛顿环测透镜的曲率半径
将一个曲率半径较大的平凸透镜的凸面置于一块光学平板玻璃上则
可组成牛顿环装置。
如图2所示。
这两束反射光在AOB 表面上的某一点E 相遇，从而产生E 点的干涉。
由于AOB 表面是球面，所产生的条纹是明暗相间 的圆环，所以称为牛顿环，如图3所示。
将两块光学平玻璃重叠在一起，在一端插入一薄纸片，则在两玻璃板间形成一空气劈尖，如图4所示。
K 级干涉暗条纹对应的薄膜厚度为d=k λ/2 k=0时，d=0, 即在两玻璃板接触处为零级暗条纹；若在薄纸处呈现k=N 级条纹，则薄纸片厚度为 d ’=N λ/2 若劈尖总长为Ｌ，再测出相邻两条纹之间的距离为△x,则暗条纹总数为Ｎ＝Ｌ／△x ， 即 d ’=L λ/2 △x 。
五、实验目的：
深入理解光的等厚干涉及其应用，学会使用移测显微镜。
六、实验内容：
１、用牛顿环测透镜的曲率半径 ２、用劈尖干涉法测薄纸片的厚度 七、实验器材（设备、元器件）：
牛顿环装置，移测显微镜，两块光学平玻璃板，薄纸片，钠光灯及电
图２
L
d
源。
八、实验步骤：
1．用牛顿环测透镜的曲率半径
（1）在日光下，用手轻调牛顿环仪上的三个螺钉，使牛顿环位于其中心。
螺钉不要调得太紧（会压坏玻璃），也不要调得太松（牛顿环不稳定，容易移动，无法准确进行测量）。
此时用肉眼可以看到很小的彩色牛顿环。
（2）接通钠光灯电源，将牛顿环仪放在移测显微镜的载物台上，仔细调节移测显微镜，当出现清晰的牛顿环后，应左右移动镜筒，以便在读数范围内的牛顿环都清晰可测。
（3）首先找到牛顿环的中心环，然后由中心环开始向一侧移动显微镜，同时数出叉丝扫过的环数达到某一环（如第25环）后，再回转数环（5环以上，以便消除空转误差），此时即可开始测量，将显微镜沿一个方向移动，测出所有需测数据并记录.
2．用劈尖干涉法测薄片的厚度
（1）检查平行平面玻璃板上是否有灰尘、指纹，必要时可以用擦镜纸擦干净。
（2）把一侧夹有待测薄片或细丝的两块玻璃板放在移测显微镜的载物台上，调整显微镜，使视场中出现一系列清晰的明暗直条纹。
读数时要保证整个劈尖位于显微镜移测范围之内。
（3）首先测出劈尖长L，然后测量20个暗条纹的间距，最后计算出即可由式d’=L λ/2 △x算出被测量。
九、实验数据及结果分析：
1．数据记录表格
λ
)(422n m D D R n
m --== 38.66.×10-6 / 4×10×590×10-9 =1.638 (m)
)
15(5)(2
22222)
(22-⎥⎦⎤
⎢⎣⎡---=
∑
-n m i n m D D D D D D S n
m = 0.065mm 2
3
)(22∆=
-n
m
D D u = 0.003 mm 2
2)(2)()(222222n
m n m n m D D D D D D u S ---+=σ = 0.260 mm 2
λ
σσ)(4)
(22n m n
m
D D R -=
-= 0.011 mm 2
R R R δ±==（1.64±0.01）m 2劈尖干涉
数据记录
||1i i n x x L -=+= 6.218 ||0x x L L -== 33.067
L L n d n 2
λ
=
= 6.275×10-5 (m) mm d d d )(σ±== (6.275×10-5±0.012) m 十、实验结论：
光的干涉在科研、生产和生活中有着广泛应用，如用来检查光学元件表面的光洁度和平整度，用来测量透镜的曲率半径和光波波长，用来测量微小厚度和微小角度等等。
通过本实验可以深刻地理解等厚干沙现象及其应用。
十一、总结及心得体会：
为了避免螺旋空程引入的误差，在整个测量过程中，鼓轮只能沿一个方向转动，稍有反转，全部数据应作废。
读数时应尽量使竖直叉丝对准干涉条纹的中心，尽量测量远离中心的圆环，因为在接触处玻璃的弹性形变,将使中心附近的圆环发生移位。
由于计算及时只需知道环数差，因此，哪一条暗环作为第一环可以任意选择，一旦选定，在整个测量过程中就不能再改变。
十二、对本实验过程及方法、手段的改进建议：
为了在实验中能清晰地看到牛顿环，建议使用高清晰度的移测显
微镜。