深圳大学大物实验测量牛顿环的实验报告

大学物理仿真实验报告牛顿环分析

大学物理仿真实验报告实验名称：牛顿环法测曲率半径实验日期：专业班级：姓名：学号：教师签字：________________一、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。

二、实验仪器牛顿环仪，读数显微镜，钠光灯，入射光调节架。

三、实验原理如图所示，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，即此外，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 >> e k，e k2相对于2Re k是一个小量，可以忽略，所以上式可以简化为（5）如果r k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。

同理，如果r k是第k级明纹，则由式（1）和（2）得（9）代入式（5），可以算出（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。

大学物理仿真实验报告牛顿环(word文档良心出品).docx

西安交通大学大学物理仿真实验报告实验名称：牛顿环法测曲率半径实验日期：专业班级：姓名：学号：教师签字： ________________一、实验目的1.学会用牛定透曲率半径。

2.正确使用微，学用逐差法理数据。

二、实验仪器牛，数微，光灯，入射光架。

三、实验原理如所示，在平板玻璃面 DCF上放一个曲率半径很大的平凸透ACB，C 点接触点，在 ACB和 DCF之，形成一厚度不均匀的空气薄膜，色光从上方垂直入射到透上，透透，近似垂直地入射于空气膜。

分从膜的上下表面反射的两条光来自同一条入射光，它足相干条件并在膜的上表面相遇而生干涉，干涉后的度由相遇的两条光的光程差决定，由可，二者的光程差等于膜厚度 e 的两倍，即此外，当光在空气膜的上表面反射，是从光密媒射向光疏媒，反射光不生相位突，而在下表面反射，会生相位突，即在反射点，反射光的相位与入射光的相位之相差，与之的光程差/2，所以相干的两条光具有/2 的附加光程差，的光程差（1）当足条件（2），生相干涉，出第K 亮，而当（k = 0,1,2⋯）（3），生相消干涉，出第k 暗。

因1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 >> e，e2相对于k k2Re k是一个小量，可以忽略，所以上式可以简化为（ 5）如果 r k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。

同理，如果r k是第k级明纹，则由式（1）和（ 2）得（9）代入式（ 5），可以算出（ 10）2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。

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。

牛顿环试验报告

牛顿环试验报告牛顿环试验报告一、实验目的本实验旨在通过使用牛顿环仪器，观察等厚干涉现象，验证光的波动性质，加深对光的干涉原理的理解。

二、实验原理牛顿环实验是基于光的等厚干涉原理进行的。

当一束平行光照射在具有微小凸起的透明平板上时，光线在平板上下表面反射后产生干涉。

当平板的凸起高度满足特定条件时，即光程差为波长的整数倍，就会产生明亮的干涉环，这就是牛顿环现象。

三、实验步骤1.准备实验器材：牛顿环仪器、钠光灯、显微镜、测微尺等。

2.打开钠光灯，调整显微镜焦距，使显微镜能够清晰地观察到牛顿环现象。

3.将牛顿环仪器放置在显微镜载物台上，调整仪器与显微镜之间的距离，使显微镜能够清晰地观察到牛顿环现象。

4.观察并记录实验现象：可以看到一系列明暗相间的同心圆环，即牛顿环。

使用测微尺测量各个明亮环的直径，并记录数据。

5.分析实验数据：根据测量的各个明亮环的直径，计算平板的凸起高度，进而计算光程差。

将光程差与波长进行比较，验证光的波动性质。

6.清理实验器材：关闭钠光灯，将显微镜和牛顿环仪器归位，整理实验场地。

四、实验结果通过观察牛顿环现象，我们发现了一系列明暗相间的同心圆环。

使用测微尺测量各个明亮环的直径，记录数据如下表所示：程差与波长进行比较，我们发现光程差是波长的整数倍，这验证了光的波动性质。

五、实验结论通过本次实验，我们观察到了牛顿环现象，记录了实验数据并进行了分析。

实验结果表明，光在传播过程中具有波动性质，光程差是波长的整数倍时会产生明亮的干涉环。

这次实验加深了我们对光的干涉原理的理解，验证了光的波动性质。

同时，我们也锻炼了自己的动手能力和分析能力，提高了自己的科学素养。

牛顿环实验报告范文

牛顿环实验报告范文1. 引言牛顿环实验是经典的分波前实验，通过观察光在透明介质和光源之间的空气受到透镜施加的相位差变化，来研究光的干涉现象和光的波动性质。

本实验旨在通过测量牛顿环的半径，计算出空气的折射率，进一步验证波动光学理论。

2. 实验原理当平行光透过探测物体面和透镜反射面的交界处时，产生环状的干涉条纹，即牛顿环。

牛顿环的边缘位置可以用以下公式描述：r^2 = m \cdot \lambda \cdot R其中，r是边缘距离到光源的距离，m是环数，\lambda是光的波长，R是试片半径。

由此可以计算出空气的折射率：n = \frac{R}{t} \cdot \left( \frac{r^2 - r_0^2}{m \cdot \lambda} \right)其中，n是空气的折射率，t是试片的厚度，r_0是中央暗环的半径。

3. 实验步骤3.1 实验器材和材料- 牛顿环实验装置- 透明试片- 光源- 透镜- 放大镜- 三角支架- 光屏3.2 实验步骤1. 将牛顿环实验装置安装在三角支架上，保证光路垂直和平行。

2. 加入透明试片，调整透镜位置，观察牛顿环出现。

3. 改变试片位置，调整光源位置，观察不同条件下的牛顿环。

4. 用放大镜观察并记录边缘的环数。

5. 测量中央暗环的半径。

6. 根据实验原理中的公式计算出空气的折射率。

4. 实验数据和结果4.1 数据记录记录了不同试片位置和光源位置下的牛顿环的环数和中央暗环的半径。

4.2 数据处理和分析根据公式计算出不同条件下的空气折射率，并绘制图表进行分析和比较。

5. 实验讨论通过实验数据的分析，可以获得与理论值接近的空气折射率。

然而，在实际实验过程中，可能存在一些误差来源，如测量误差、环境干扰等。

为了进一步提高实验结果的准确性，可以采取以下措施：1. 使用更高精度的测量仪器，以减少测量误差。

2. 在实验过程中避免环境干扰，如降低室内光线强度。

3. 增加实验重复次数，取平均值以减少随机误差。

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。

大学物理实验报告牛顿环

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2.正确使用读书显微镜，学习用逐差法处理数据。

二、实验仪器牛顿环仪，读数显微镜，钠光灯，入射光调节架。

三、实验原理如图所示，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，即此外，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?，与之对应的光程差为?/2，所以相干的两条光线还具有?/2的附加光程差，总的光程差为当?满足条件（1）（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相对于22Rek是一个小量，可以忽略，所以上式可以简化为（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。

大学物理实验牛顿环

589 .3 0.2nm ， m n 30
环的级别环的位置
(mm) 环的直径
(mm) 环的级别环的位置
(mm) 环的直径
(mm)
(dm2 dn2 )
m
50
49
右 18.892 18.929
左 29.175 29.131
dm
10.283 10.202
n
20
19
右 20.665 20.749
1
2
mn
m2 n2
(dm2 dn2 ) dm2 dn2
2
其中， 589.3 0.2nm ， m n 0.1 ，m n 30 ，
(dm2dn2)
1n n 1 i1
dm2 dn2 i dm2 dn2
2
数据处理举例
用牛顿环测量透镜的曲率半径
牛顿环编号：5#
R
R
2
1
2
mn
m2 n2
(dm2 dn2 ) dm2 dn2
2
0.2 589.3
2
1 30.02
0.12 0.12
0.22
2
60.90
1.15107 2.22105 1.31105
0.0060
R
R R R
861 0.0060 （ 6 mm）
R R R （861 6）mm
左 27.389 27.300
dn
6.724 6.551
(mm2) 60.53 61.16
m n 0.1
48 18.977 29.069 10.092
47 19.029 29.019 9.990
46 19.082 28.967 9.885
18 20.825 27.228 6.403

牛顿环实验报告

牛顿环实验是大学物理实验中重要的一环，旨在通过观测牛顿环现象，深入理解光的干涉原理及其应用。本报告首先明确了实验目的，即验证光的波动性质，并通过实验数据与理论值的对比，分析误差来源。在实验原理部分，详细阐述了牛顿环的产生条件及干涉现象的形成机理。实验步骤方面，严格按照操作规程进行，包括实验器材的准备、光路的调节、数据的记录与处理等。数据分析环节，采用图表与计算相结合的方式，直观展示了实验结果，并对误差进行了合理分析。最后，在实验结论部分，总结了本次实验的主要现与收获，进一步印证了光的干涉原理，并指出了实验中存在的不足与改进方向。

用牛顿环测实验报告

用牛顿环测实验报告用牛顿环测实验报告引言：牛顿环测实验是一种常用的光学实验方法，它通过观察干涉圆环的大小和颜色变化，来测量透明薄片的厚度。

本实验旨在通过牛顿环测实验，探究光的干涉现象以及应用。

一、实验原理1.1 光的干涉现象光的干涉是指两束或多束光波相遇时，由于光波的相长干涉或相消干涉而产生的明暗相间的现象。

干涉现象是光的波动性质的重要表现，也是实现光学仪器高精度测量的基础。

1.2 牛顿环测实验原理牛顿环测实验利用了光的干涉现象，通过观察干涉圆环的大小和颜色变化，来测量透明薄片的厚度。

当平行光通过一块透明平板时，由于光在平板上的反射和折射，形成了干涉现象。

在光的干涉圆环中心，光程差为零，因此呈现出明亮的中央点。

而在离中心越远的地方，光程差逐渐增大，干涉圆环逐渐变暗。

二、实验步骤2.1 实验器材准备准备实验所需的器材，包括透明平板、白光源、目镜、显微镜等。

2.2 实验环境调整将实验器材放置在稳定的台面上，确保实验环境光线充足且稳定。

2.3 实验操作步骤1）将透明平板放置在光源下方，调整透明平板与光源的距离，使得光线能够通过透明平板。

2）通过显微镜观察透明平板上形成的干涉圆环，调整显微镜的焦距，使得干涉圆环清晰可见。

3）记录观察到的干涉圆环的大小和颜色变化。

4）根据所观察到的干涉圆环，利用牛顿环公式计算出透明薄片的厚度。

三、实验结果与分析根据实验步骤所得的干涉圆环的大小和颜色变化，可以计算出透明薄片的厚度。

通过多次实验，可以得到一组数据，从而验证实验结果的准确性。

在实验过程中，还可以观察到干涉圆环的变化规律，进一步加深对光的干涉现象的理解。

四、实验应用牛顿环测实验在科学研究和工程技术中具有广泛的应用。

例如，在材料科学中，可以利用牛顿环测实验来测量材料的厚度和折射率，从而研究材料的光学性质。

在光学仪器的制造和校准中，也可以利用牛顿环测实验来进行高精度的测量和校准。

结论：通过牛顿环测实验，我们可以观察到光的干涉现象，了解光的波动性质，并利用干涉圆环的大小和颜色变化，测量透明薄片的厚度。

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。

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、掌握用牛顿环测量平凸透镜曲率半径的方法。

3、学习使用读数显微镜。

二、实验原理牛顿环是将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块平面玻璃上，在透镜凸面和玻璃平面之间形成一空气薄层，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，由于空气薄层的厚度不同，会形成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＄r_m$，对应的空气薄层厚度为＄d_m$。

由于暗环处光程差为半波长的奇数倍，所以有：＼＼begin{align}2d_m ＋＼frac{＼lambda}｛2} ＆＝（2m ＋ 1)＼frac{＼lambda}｛2}＼＼2d_m ＆＝ m\lambda\＼d_m ＆＝＼frac{m\lambda}｛2}＼end{align}＼又因为＄d_m$ 可以近似表示为：＼d_m ＝ R ＼sqrt{R^2 r_m^2} ＼approx ＼frac{r_m^2}｛2R}＼将其代入上式可得：＼r_m^2 ＝ mR\lambda\则透镜的曲率半径为：＼R ＝＼frac{r_m^2}｛m\lambda}＼三、实验仪器1、读数显微镜2、钠光灯3、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，使十字叉丝交点对准牛顿环中心。

2、测量牛顿环直径转动测微鼓轮，使叉丝从牛顿环中心向左移动，依次记下第 30 到21 级暗环的位置读数。

继续转动鼓轮，越过干涉圆环中心，记下第 20 到 11 级暗环的位置读数。

3、重复测量重复上述测量步骤 3 次。

4、数据处理计算各级暗环直径＄D_m ＝｜X_{m右} X_{m左}｜＄。

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。

大学物理实验报告牛顿环

大学物理实验报告牛顿环牛顿环实验报告引言牛顿环是一种经典的实验，通过它我们可以观察到薄膜的干涉现象，并且可以利用这一现象来测量薄膜的厚度。

在这个实验中，我们将使用牛顿环来研究光的干涉和反射现象，以及如何利用这些现象来测量薄膜的厚度。

实验目的本实验的目的是通过观察牛顿环的形成过程，探究光的干涉和反射现象，以及利用这些现象来测量薄膜的厚度。

实验原理牛顿环是由于透明介质表面与平行光的干涉所产生的一种干涉现象。

当平行光垂直入射到透明介质表面上时，会发生反射和折射。

在反射和折射过程中，光的波长和相位会发生变化，从而产生干涉现象。

牛顿环的形成主要是由于透明介质表面与反射光之间的干涉所导致的。

实验装置本实验使用的主要装置包括一束钠光灯、一块玻璃片、一块平面玻璃片和一块薄膜样品。

实验中，我们将玻璃片和薄膜样品叠放在一起，然后在钠光灯下观察牛顿环的形成。

实验步骤1. 将玻璃片和薄膜样品叠放在一起，确保它们之间没有空气。

2. 将叠放好的玻璃片和薄膜样品放置在钠光灯下，并调整观察位置。

3. 观察并记录下牛顿环的形成过程，包括环的数量、大小和颜色等。

实验结果通过实验观察，我们可以清晰地看到牛顿环的形成过程。

在实验中，我们观察到了一系列明暗相间的环形条纹，这些条纹的大小和颜色随着厚度的变化而变化。

通过测量不同环的直径和颜色，我们可以计算出薄膜的厚度。

结论通过本实验，我们成功观察到了牛顿环的形成过程，并且利用这一现象成功测量出了薄膜的厚度。

这个实验不仅帮助我们更好地理解光的干涉和反射现象，还为我们提供了一种简单而有效的方法来测量薄膜的厚度。

牛顿环实验不仅在物理学中有着重要的应用，也为我们提供了一种新的方法来研究光学现象。

深圳大学大物实验测量牛顿环的实验报告课件-新版.doc

得分教师签名批改日期课程编号_______________
深圳大学实验报告课程名称：_大学物理实验_____________________
实验名称：测量牛顿环
学院：计算机与软件学院
指导教师：
报告人：组号：03
学号实验地点科技楼905
实验时间：2014 年 4 月22 日
提交时间：
一、实验目的
二、实验原理
三、实验仪器：
四、实验内容和步骤：
五、数据记录：
组号：；姓名
λ =
环的级数m 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 右侧
环的位置(mm) 左侧(mm)
环的直径
mm
D m
2 mm2
D m
环的级数n 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 右侧
环的位置(mm) 左侧(mm)
环的直径mm
D n
2 mm2
D n
D m
2-D n2 mm2 R=(D m
2-D
n
2)/4(m-n)
m
λ
6
六、数据处理：
七、结果陈述：
八、实验总结与思考题
指导教师批阅意见：
成绩评定：
预习（20分）操作及记录
（50分）
数据处理与结果陈述20分
实验总结
与思考题
10分
报告整体
印象
总分。

大学物理仿真实验报告牛顿环

大学物理仿真实验报告牛顿环大学物理仿真实验报告实验名称：牛顿环法测曲率半径实验日期：专业班级：姓名：学号：教师签字：________________一、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。

二、实验仪器牛顿环仪，读数显微镜，钠光灯，入射光调节架。

三、实验原理如图所示，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，即此外，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 >> e k，e k2相对于2Re k是一个小量，可以忽略，所以上式可以简化为（5）如果r k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。

同理，如果r k是第k级明纹，则由式（1）和（2）得（9）代入式（5），可以算出（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。