等厚干涉牛顿环实验报告

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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。

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。

等厚干涉牛顿环实验报告

等厚干涉——牛顿环示范报告【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。

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。

光的等厚干涉牛顿环实验报告

一、实验目的1. 观察牛顿环现象及其特点，加深对等厚干涉现象的认识和理解。

2. 学习利用牛顿环实验装置测量平凸透镜的曲率半径。

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。

实验装置由一块曲率半径很大的平凸透镜和一块光学平板玻璃组成。

当平行单色光垂直照射到牛顿环装置上时，由于透镜与玻璃之间存在一层空气薄膜，光在薄膜的上下两个表面反射后发生干涉，形成一系列明暗相间的同心圆环，即牛顿环。

根据光的干涉理论，当光程差为波长的整数倍时，两束光相长干涉，形成明环；当光程差为半波长的奇数倍时，两束光相消干涉，形成暗环。

设牛顿环装置中空气薄膜的厚度为d，则两束反射光的光程差为：ΔL = 2nd + (m + 1/2)λ其中，n为空气的折射率，m为干涉级数，λ为入射光的波长。

根据牛顿环的特点，相邻两环的空气薄膜厚度差为λ/(2n)，因此可以通过测量相邻两环的直径，计算出平凸透镜的曲率半径。

三、实验仪器与器材1. 牛顿环实验装置2. 平行光光源3. 读数显微镜4. 记录本和铅笔四、实验步骤1. 将牛顿环实验装置放置在实验台上，确保装置稳定。

2. 打开平行光光源，调整光束方向，使其垂直照射到牛顿环装置上。

3. 将读数显微镜调至合适位置，调整显微镜的焦距，使牛顿环清晰可见。

4. 观察牛顿环现象，记录下观察到的明暗相间的同心圆环。

5. 使用读数显微镜测量相邻两环的直径，记录数据。

6. 根据公式ΔL = 2nd + (m + 1/2)λ，计算出平凸透镜的曲率半径。

五、实验数据与结果1. 观察到的牛顿环现象：在牛顿环装置上观察到明暗相间的同心圆环，其中暗环较为明显。

2. 测量数据：- 第1环直径：d1 = 2.5 mm- 第2环直径：d2 = 5.0 mm- 第3环直径：d3 = 7.5 mm- 第4环直径：d4 = 10.0 mm- 第5环直径：d5 = 12.5 mm3. 计算平凸透镜的曲率半径：- 第1环：R1 = (d1^2 - d2^2) / (2λn) = (2.5^2 - 5.0^2) /(2×600×1.00) ≈ -1.96×10^-3 m- 第2环：R2 = (d2^2 - d3^2) / (2λn) = (5.0^2 - 7.5^2) /(2×600×1.00) ≈ -2.25×10^-3 m- 第3环：R3 = (d3^2 - d4^2) / (2λn) = (7.5^2 - 10.0^2) /(2×600×1.00) ≈ -2.55×10^-3 m- 第4环：R4 = (d4^2 - d5^2) / (2λn) = (10.0^2 - 12.5^2) /(2×600×1.00) ≈ -2.84×10^-3 m六、实验分析与讨论1. 牛顿环现象的观察结果符合理论预期，明暗相间的同心圆环清晰可见。

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。

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
光的等厚干涉牛顿环实验是一种经典的干涉实验，用于研究光的相位和波长等性质。

下面详细介绍该实验的内容及步骤。

一、实验原理
光的等厚干涉是指在等厚介质中，由于光线的反射和折射产生相位差，形成干涉条纹的现象。

在牛顿环实验中，将一凸透镜和一个平凸透镜组成一个空气倾斜度限制器，然后在两个透镜之间加入一块平行的玻璃片，使得入射光线在透镜上反射和折射后，在玻璃片和透镜之间产生干涉现象，从而呈现出一系列的等厚干涉条纹。

二、实验步骤
1. 调节实验装置：首先将凸透镜和平凸透镜组成空气倾斜度限制器，通过调节空气钳来使两个透镜之间的距离精确到0.1mm左右，并使得两个透镜中心轴线重合并且水平。

2. 调节光源：使用一束单色光源，如He-Ne激光，通过调节反射镜和衍射屏的位置，以确保光线垂直于光轴并使其成为平行光。

3. 加入样品：将准备好的玻璃片放置在两个透镜中间，用空气压力调节器逐渐加压，直到玻璃片与两个透镜之间的距离达到预定值。

4. 观察干涉条纹：依次观察光源、反射镜、凸透镜、玻璃片和平凸透镜的位置，可以看到一系列环形干涉条纹。

此时应记录下每个环的半径和颜色，可用读数显微镜或CCD 等检测设备精确测量。

三、实验结果
通过对干涉条纹的实际观察和相关计算，可以得到一系列参数，包括玻璃片的厚度变化、干涉条纹的半径和角度等。

这些数据可以用来计算出光的相位差和波长等参数，从而更深入地了解光的性质和行为。

综上所述，光的等厚干涉牛顿环实验是一种重要的干涉实验，可以用于研究光的相位和波长等性质。

该实验需要仔细调节和观察，才能获得准确的实验数据。

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。

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。

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。

等厚干涉牛顿环实验报告数据处理

等厚干涉牛顿环实验报告数据处理牛顿环实验是一种常用的光学实验，用于测量透明薄片的厚度。

实验中，通过观察牛顿环的干涉现象，可以得到薄片的厚度和光的波长之间的关系。

本报告将详细介绍牛顿环实验的原理、实验装置、数据处理方法以及实验结果的分析。

一、实验原理牛顿环是由光的干涉现象产生的一组同心圆环。

在牛顿环实验中，使用一个透明薄片覆盖在平板玻璃上，然后将平板玻璃和一反射银镜组合在一起形成一个实验装置。

通过在实验装置上放置一个小透镜，并使用一照明光源，可以观察到牛顿环的干涉现象。

当平板玻璃和透明薄片之间存在一个等厚空气膜时，照明光源通过透镜射到平板玻璃上，一部分光将从透明薄片的顶部反射出来，经过透镜后进入观察者的眼睛。

另一部分光将进入透明薄片内部，经过多次反射和折射，最终也进入观察者的眼睛。

根据干涉理论，当透明薄片的厚度不同时，反射出来的光和穿过透明薄片的光之间会形成干涉条纹。

而牛顿环实验中观察到的干涉条纹的图案，正是由这种干涉现象形成的。

二、实验装置1.平板玻璃：一块平整透明的平板玻璃，用作实验基座。

2.透明薄片：一块薄而透明的样品，放置在平板玻璃上。

3.反射镜：一块光洁的反射银镜，与平板玻璃倒插在一起。

4.透镜：一块小透镜，用于观察牛顿环的干涉现象。

5.照明装置：一光源，用于照明整个实验装置。

6.目镜：用于观察牛顿环的干涉现象。

三、数据处理方法在进行牛顿环实验时，可以通过调节透镜与样品间的距离，使得干涉条纹清晰可见。

实验过程中，需要记录透镜与样品间的距离以及对应的干涉条纹的序号。

通过对多组数据的处理，可以得到透镜与样品间的距离与干涉条纹的序号之间的关系。

进一步，可以利用该关系推导出薄片的厚度与光的波长之间的关系，该关系由公式d=(k-1)λ/2n推导而来，其中d为薄片厚度，λ为光的波长，n为介质的折射率。

四、实验结果与分析根据实验记录的数据，可以绘制透镜与样品间的距离与干涉条纹的序号之间的关系曲线。

通过对这些数据的拟合，可以得到一条直线，进而可以通过直线的截距和斜率计算出薄片的厚度和光的波长之间的关系。

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。

等厚干涉实验报告

一、实验目的1. 观察并分析等厚干涉现象；2. 学习利用干涉现象测量透镜的曲率半径；3. 掌握读数显微镜的使用方法。

二、实验原理等厚干涉是指光在两块相互接触的透明介质之间，由于介质厚度不同而引起的干涉现象。

当光波通过这些介质时，光程差产生变化，导致干涉条纹的形成。

等厚干涉的一个典型例子是牛顿环，它是由一块曲率半径较大的平凸透镜与一块平板玻璃之间的空气薄层产生的。

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平板玻璃组成。

当平行单色光垂直照射到牛顿环装置上时，光在空气层上、下表面反射后，在平凸透镜的凸面相遇，产生干涉。

由于同一干涉环上各处的空气层厚度相同，因此形成等厚干涉条纹。

根据干涉理论，光程差ΔL与干涉条纹的级数k之间的关系为：ΔL = kλ/2其中，ΔL为光程差，k为干涉级数，λ为光的波长。

三、实验仪器1. 牛顿环实验装置2. 读数显微镜3. 钠光灯4. 光具座四、实验步骤1. 将牛顿环实验装置放置在光具座上，调整装置，确保装置水平。

2. 使用钠光灯作为光源，调节光路，使光束垂直照射到牛顿环装置上。

3. 通过读数显微镜观察牛顿环干涉条纹，记录下不同级数的干涉条纹位置。

4. 利用公式ΔL = kλ/2，计算不同级数的干涉条纹对应的光程差。

5. 根据光程差和透镜曲率半径的关系，计算透镜的曲率半径。

五、实验结果与分析1. 通过观察，我们发现牛顿环干涉条纹呈同心圆状，且随着级数的增加，条纹间距逐渐减小。

2. 根据实验数据，计算得到不同级数的干涉条纹对应的光程差，并绘制光程差与干涉级数的曲线。

3. 根据光程差与透镜曲率半径的关系，计算得到透镜的曲率半径。

4. 对实验结果进行分析，讨论实验误差产生的原因。

六、实验结论1. 通过本实验，我们成功观察到了牛顿环等厚干涉现象，加深了对等厚干涉现象的认识和理解。

2. 实验结果表明，利用干涉现象可以测量透镜的曲率半径，具有较高的精度。

3. 在实验过程中，我们掌握了读数显微镜的使用方法，为后续实验奠定了基础。