大学物理仿真实验报告-牛顿环法测曲率半径
牛顿环测曲率半径实验报告
牛顿环测曲率半径实验报告一、实验目的1、观察等厚干涉现象——牛顿环。
2、学习用牛顿环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、实验原理将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块光学平板玻璃上，在透镜的凸面与平板玻璃之间就形成了一个从中心向四周逐渐增厚的空气薄层。
当一束单色平行光垂直照射到牛顿环装置上时，从空气薄层上下表面反射的两束光将产生干涉。
在空气薄层的上表面反射的光存在半波损失，而在空气薄层的下表面反射的光没有半波损失。
两束光的光程差取决于空气薄层的厚度。
在平凸透镜的凸面与平板玻璃接触点处，空气薄层的厚度为零，两束光的光程差为半波长的奇数倍，形成暗纹。
而在离接触点较远的地方，空气薄层的厚度逐渐增加，当光程差等于波长的整数倍时，形成亮纹；当光程差等于半波长的奇数倍时，形成暗纹。
由于同一干涉条纹对应的空气薄层的厚度相同，所以干涉条纹是以接触点为中心的一系列同心圆环，即牛顿环。
设平凸透镜的曲率半径为＄R$，第＄m$ 个暗环的半径为＄r_m$，对应的空气薄层的厚度为＄e_m$，则有：＼＼begin{align}e_m&＝＼frac{r_m^2}｛2R}＼＼＼Delta ＝ 2e_m ＋＼frac{＼lambda}｛2}＆＝m\lambda\＼2\times\frac{r_m^2}｛2R} ＋＼frac{＼lambda}｛2}＆＝m\lambda\＼r_m^2&＝mR\lambda\＼R&＝＼frac{r_m^2}｛m\lambda}＼end{align}＼由于暗环的半径不易测量，而暗环的直径容易测量，所以可将上式改写为：＼R=＼frac{（D_m^2 D_n^2)｝｛4(m n)＼lambda}＼其中，＄D_m$ 和＄D_n$ 分别为第＄m$ 个暗环和第＄n$ 个暗环的直径。
三、实验仪器1、牛顿环装置2、读数显微镜3、钠光灯四、实验步骤1、调节读数显微镜调节目镜，使十字叉丝清晰。
大学物理仿真实验报告牛顿环法测曲率半径
大学物理仿真实验报告－牛顿环法测曲率半径————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:大学物理仿真实验报告实验名称牛顿环法测曲率半径班级:姓名:学号:日期:牛顿环法测曲率半径实验目的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。
实验原理如下图所示，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。
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＞> eｋ,ｅk ２相对于2Re是一个小量，可以忽略,所以上式可以简化为k（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。
用牛顿环测量透镜的曲率半径实验报告
用牛顿环测量透镜的曲率半径实验报告一、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的凸面置于一光学平板玻璃上，在透镜的凸面和平板玻璃之间就形成一层空气薄膜。
当平行单色光垂直照射到牛顿环装置上时，从空气膜上下表面反射的两束光会在膜表面附近相遇而产生干涉。
由于膜的厚度不同，形成的干涉条纹是一系列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，形成的第 m 级暗环的半径为 r_m，对应的空气膜厚度为 d_m。
由于光程差满足半波长的奇数倍时出现暗纹，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}＼又因为几何关系有：＼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＼对多个不同的暗环测量其半径，作 r_m^2 m 直线，其斜率为Rλ，从而可求出透镜的曲率半径 R。
三、实验仪器牛顿环装置、钠光灯、读数显微镜、游标卡尺。
四、实验步骤1、调节牛顿环装置将牛顿环装置放置在显微镜的载物台上，调节目镜，使十字叉丝清晰。
调节显微镜的焦距，使清晰地看到牛顿环。
移动牛顿环装置，使十字叉丝的交点位于牛顿环的中心。
2、测量牛顿环的直径转动显微镜的鼓轮，从中心向外移动，依次测量第 10 到 20 级暗环的直径。
测量时，要使叉丝的竖线与暗环的外侧相切，记录读数。
3、重复测量对同一级暗环的直径进行多次测量，取平均值，以减小误差。
4、用游标卡尺测量牛顿环装置中平凸透镜的直径 D。
五、实验数据记录与处理｜级数 m ｜暗环直径 D_m（mm）｜暗环半径 r_m（mm）｜r_m^2（mm^2）｜｜｜｜｜｜｜ 10 ｜｜｜｜｜ 11 ｜｜｜｜｜ 12 ｜｜｜｜｜ 13 ｜｜｜｜｜ 14 ｜｜｜｜｜ 15 ｜｜｜｜｜ 16 ｜｜｜｜｜ 17 ｜｜｜｜｜ 18 ｜｜｜｜｜ 19 ｜｜｜｜｜ 20 ｜｜｜｜计算暗环半径的平均值：＼＼bar{r} ＝＼frac{1}｛n}＼sum_{i=1}＾｛n}r_i＼绘制 r_m^2 m 曲线，求出斜率 k。
牛顿环测透镜曲率半径实验报告
牛顿环测透镜曲率半径实验报告一、实验目的1、观察等厚干涉现象——牛顿环。
2、学习利用牛顿环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厚度由中心向边缘逐渐增加的空气薄层。
当单色光垂直入射时，从空气薄层上下表面反射的两束光将会产生干涉。
在反射光中，相同厚度处的光程差相同，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。
设平凸透镜的曲率半径为＄R$，与接触点＄O$ 相距为＄r$ 处的空气薄层厚度为＄d$。
由于＄R ＞＞ d$，可以将这一空气薄层近似看作一个楔形薄膜。
由几何关系可得：＼d ＝ r^2 ／ 2R＼两束反射光的光程差为：＼Delta ＝ 2d ＋＼frac{＼lambda}｛2}＼其中，＄＼lambda$ 为入射光的波长。
当光程差为波长的整数倍时，出现亮条纹；当光程差为半波长的奇数倍时，出现暗条纹。
对于暗条纹，有：＼2d ＋＼frac{＼lambda}｛2} ＝（2k ＋ 1) ＼frac{＼lambda}｛2}＼＼d ＝ k\frac{＼lambda}｛2}＼＼r^2 ＝ 2kR\lambda＼则第＄k$ 级暗环的半径为：＼r_k ＝＼sqrt{2kR\lambda}由于中心为暗斑，所以第＄k+m$ 级暗环半径与第＄k$ 级暗环半径之差为：＼r_{k+m}＾2 r_k^2 ＝ 2mR\lambda＼所以，平凸透镜的曲率半径为：＼R ＝＼frac{（r_{k+m}＾2 r_k^2)｝｛2m\lambda}＼三、实验仪器1、读数显微镜：用于测量牛顿环的直径。
2、钠光灯：提供单色光源。
3、牛顿环装置：由平凸透镜和平面玻璃组成。
四、实验步骤1、仪器调节将牛顿环装置放置在显微镜的载物台上，调节显微镜的目镜，使十字叉丝清晰。
调节显微镜的物镜，使其接近牛顿环装置，但不接触。
然后缓慢向上移动物镜，直到能清晰地看到牛顿环。
牛顿环测量曲率半径实验报告.doc
大学物理仿真实验实验报告牛顿环测量曲率半径实验土木21班2120702008崔天龙实验名称：牛顿环测量曲率半径实验1.实验目的:1 观察等厚干涉现象，理解等厚干涉的原理和特点2 学习用牛顿环测定透镜曲率半径3 正确使用读数显微镜，学习用逐差法处理数据2.实验仪器:读数显微镜，钠光灯，牛顿环，入射光调节架3.实验原理图1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（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 k 2相对于2Rek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。
用牛顿环测曲率半径的实验报告
牛顿环测量曲率半径实验报告
哎，今儿个咱来聊聊那个牛顿环测量曲率半径的实验报告哈。
咱说做这个实验，那可得细心，稍有不慎，数据就歪了。
一开始呢，咱得把器材摆好，那光学平台得稳当，牛顿环装置也得调得水平，要不然后面的测量可就不准了。
然后咱得用那个钠光灯照上去，通过显微镜一看，嘿，那牛顿环的明暗条纹清清楚楚，就跟画上去的一样。
接着咱就开始测量了，拿那个螺旋测微器，一点一点地调，眼睛得盯紧了，稍微一动，那读数可就差老鼻子了。
咱还得记好数据，这个很重要，到时候算曲率半径全靠它们了。
测完了数据，咱就开始算了。
那个公式啊，可得记牢了，要不然后面就抓瞎了。
咱得把测得的直径和明暗条纹的级数都代进去，再一除，嘿，那曲率半径就出来了。
说起来啊，这个实验可真能锻炼人的耐心和细心。
稍微一马虎，那数据就偏差大了去了。
不过呢，只要咱认真做，那结果肯定是准确的。
还有啊，这个实验也让咱对光学有了更深的认识。
咱知道了光的波动性，还知道了怎么通过测量来计算曲率半径。
这可真是个有意思的实验啊。
最后呢，咱得说，这个实验报告可得好好写，把实验过程和结果都写清楚，还得分析一下误差来源，这样才能让老师看出咱是真的用心做了实验的。
咱也得谢谢这个实验，让咱学到了不少东西呢。
好了，咱就说这么多吧，希望这个实验报告能帮到大家。
大学物理实验报告牛顿环法测量透镜曲率半径
大学物理实验报告牛顿环法测量透镜曲率半径实验目的：通过使用牛顿环法测量透镜的曲率半径，了解透镜的特性和性能。
实验原理：牛顿环法是一种测量透镜曲率半径的方法，其基本原理是利用透镜产生的干涉图案来测量透镜的曲率半径。
当透镜与光源之间存在一个薄透明介质时，透镜和介质之间会形成一系列干涉环，这些干涉环被称为牛顿环。
根据牛顿环的半径和透镜与介质之间的距离，可以计算出透镜的曲率半径。
实验步骤：1. 准备实验所需材料和仪器，包括透镜、白光光源、薄透明介质、光屏等。
2. 将透镜放在光源上方，调整光源和透镜之间的距离，使得透镜和光源之间存在薄透明介质。
3. 将光屏放在透镜下方，调整光屏的位置，使得牛顿环清晰可见。
4. 使用尺子测量透镜和光屏之间的距离，并记录下来。
5. 通过放大镜或显微镜观察牛顿环，并记录下最明亮的几个环的半径。
6. 根据实验原理中的公式，计算出透镜的曲率半径。
实验注意事项：1. 实验过程中要注意光源和透镜的安全使用，避免直接照射眼睛。
2. 调整光源和透镜的位置时要小心操作，避免碰撞和损坏实验器材。
3. 观察牛顿环时要保持光线充足，以确保清晰可见。
4. 记录实验数据时要准确无误，避免误差的产生。
实验结果：根据实验步骤中记录下来的数据，可以计算出透镜的曲率半径。
根据牛顿环的半径和透镜与介质之间的距离，使用适当的公式进行计算，最终得出透镜的曲率半径。
实验总结：通过本次实验，我们利用牛顿环法测量了透镜的曲率半径。
实验结果可以用来评估透镜的性能和特性。
同时，通过实验过程中的操作和观察，我们进一步了解了光学现象和光的干涉原理。
这对于我们深入理解光学知识和应用光学技术具有重要的意义。
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。
用牛顿环测量透镜的曲率半径(附数据处理)
007大学实验报告评分:课程: 学期: 指导老师: 007 年级专业: 学号: 姓名: 习惯一个人007实验3-11 用牛顿环测量透镜的曲率半径一.实验目的1. 进一步熟悉移测显微镜使用, 观察牛顿环的条纹特征。
2. 利用等厚干涉测量平凸透镜曲率半径。
3.学习用逐差法处理实验数据的方法。
二. 实验仪器三．牛顿环仪, 移测显微镜, 低压钠灯四．实验原理牛顿环装置是由一块曲率半径较大的平凸玻璃透镜, 以其凸面放在一块光学玻璃平板（平晶）上构成的, 如图1所示。
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, 若以平行单色光垂直照射到牛顿环上, 则经空气层上、下表面反射的二光束存在光程差, 它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（如图２所示）, 称为牛顿环。
由于同一干涉环上各处的空气层厚度是相同的, 因此它属于等厚干涉。
由图１可见, 如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>>ｄ, 可以略去d2得（3-11-1）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板上反射会有半波损失, 从而带来 /2的附加程差, 所以总程差为产生暗环的条件是:其中ｋ＝0, 1, 2, 3, ...为干涉暗条纹的级数。
综合(23-1)、(23-2)和(23-3)式可得第ｋ级暗环的半径为:（3-11-2）由(4)式可知, 如果单色光源的波长 已知, 测出第ｍ级的暗环半径ｒm, 即可得出平凸透镜的曲率半径Ｒ；反之, 如果Ｒ已知, 测出ｒm 后, 就可计算出入射单色光波的波长 。
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。
或者空气间隙层中有了尘埃, 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。
用牛顿环测透镜的曲率半径实验报告
用牛顿环测透镜的曲率半径实验报告一、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的凸面置于一光学平板玻璃上，在透镜的凸面和平板玻璃之间就形成一层空气薄膜。
当以平行单色光垂直照射时，在空气膜上、下表面反射的两束光将产生干涉。
在空气膜厚度相等的地方，两束反射光具有相同的光程差，因而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$，与接触点＄O$ 相距为＄r$ 处的空气膜厚度为＄e$，则由几何关系可得：＼＼begin{align}r^2&＝R^2-（R e)＾2\＼r^2&＝R^2 （R^2 2Re ＋ e^2)＼＼r^2&＝2Re e^2＼end{align}＼由于＄R ＼gg e$，所以＄e^2$ 项可以忽略，可得：＼e ＝＼frac{r^2}｛2R}＼考虑到半波损失，两束反射光的光程差为：＼＼Delta ＝ 2e ＋＼frac{＼lambda}｛2} ＝＼frac{r^2}｛R} ＋＼frac{＼lambda}｛2}＼当光程差为波长的整数倍时，出现明条纹，即：＼＼frac{r^2}｛R} ＋＼frac{＼lambda}｛2} ＝ k\lambda ＼quad （k ＝0, 1, 2, ＼cdots)＼当光程差为半波长的奇数倍时，出现暗条纹，即：＼＼frac{r^2}｛R} ＋＼frac{＼lambda}｛2} ＝（2k ＋ 1)＼frac{＼lambda}｛2} ＼quad （k ＝ 0, 1, 2, ＼cdots)＼对于第＄k$ 级暗条纹，有：＼r_k^2 ＝ k\lambda R＼由于牛顿环的中心不易确定，我们通常测量第＄m$ 级和第＄n$ 级暗条纹的直径＄D_m$ 和＄D_n$，则有：＼D_m^2 ＝ 4m\lambda R＼＼D_n^2 ＝ 4n\lambda R＼两式相减，可得：＼R ＝＼frac{（D_m^2 D_n^2)｝｛4(m n)＼lambda}＼三、实验仪器牛顿环装置、钠光灯、读数显微镜。
牛顿环测量曲率半径实验报告
牛顿环测量曲率半径实验报告实验报告名称：牛顿环测量曲率半径实验报告一、实验目的1.学习和掌握牛顿环实验的基本原理和方法。
2.通过实验数据测量曲率半径，验证牛顿环的等厚干涉理论。
3.培养和提升实验操作能力，提高观察和分析问题的能力。
二、实验原理牛顿环实验是利用等厚干涉原理来测量曲率半径的。
等厚干涉是指两束光波在空间某点相遇时，因光程差不同而产生干涉条纹。
在牛顿环实验中，一束平行光垂直射在牛顿环的平凸透镜上，另一束光由透镜的下表面反射回来与上表面反射的光束相交。
由于光程差随着环的半径增大而变化，因此干涉条纹呈现出以中心点为圆心的圆环形状。
根据等厚干涉原理，可以得出干涉环半径与曲率半径之间的关系，从而通过测量干涉环半径得到曲率半径。
三、实验步骤1.准备实验器材：牛顿环装置、平行光源、测微头、显微镜、尺子等。
2.将牛顿环装置放在显微镜的载物台上，调整显微镜至合适倍数，观察到清晰的干涉环图像。
3.用测微头测量干涉环的直径（注意要在同一个圆环上测量几次求平均值），并记录数据。
4.改变显微镜的倍数，重复步骤3，测量不同放大倍数下的干涉环直径。
5.根据不同放大倍数下测量的干涉环直径计算出对应的曲率半径，求出平均值作为最终结果。
四、实验结果与数据分析实验数据如下表所示：1.随着放大倍数的增加，干涉环直径变小，这是由于显微镜的放大作用使得我们能够观察到更细小的干涉环。
2.随着放大倍数的增加，所测得的曲率半径也增大。
这是因为放大倍数增加使得干涉环“看起来”更大，因此计算出的曲率半径也相应地增大。
3.根据实验数据所测得的结果，我们可以通过计算求出曲率半径的平均值作为最终结果。
本实验中，曲率半径的平均值为：r=(97.2+194.5+389.0+778.1)/4=389.6mm。
五、结论与讨论通过本次实验，我们验证了牛顿环实验中等厚干涉原理的应用。
通过测量不同放大倍数下的干涉环直径，计算出对应的曲率半径，得出曲率半径的平均值作为最终结果。
牛顿环测量透镜的曲率半径实验报告
牛顿环测量透镜的曲率半径实验报告通过牛顿环实验测量透镜的曲率半径。
实验原理：牛顿环是指光线经过一块平行光学平板与透镜接触时，形成的一系列具有一定颜色和光强分布规律的圆环。
在牛顿环的第m个暗环处，满足以下条件：2r(m)m=λ, 其中，r(m)为该暗环半径，m为该暗环顺序数，λ为光的波长。
对于一块二凸透镜，其曲率半径R与透镜与暗环顺序数m之间存在线性关系：R=(mλ)/(2n), 其中，n为透镜介质的折射率。
实验步骤：1. 准备工作：将透镜放置在光学平板上，并调整光源和透镜间的距离，使得平行光线垂直入射透镜表面。
2. 观察牛顿环的形成，并注意暗环的位置。
3. 在牛顿环圆心附近选择一组对称的暗环，使用显微镜测量暗环的半径。
4. 记录测量数据，并计算透镜的曲率半径。
实验数据：暗环序号m 暗环半径r (mm)1 1 0.52 2 0.83 3 1.24 4 1.65 5 2.0实验结果与分析：根据实验数据，可以通过线性拟合得到透镜的曲率半径R的值。
使用Excel进行线性拟合计算，得到R的值为1.6 mm。
根据实验原理的公式，可以计算出透镜的折射率n的值为1.5。
实验误差分析：在实验中，由于实际测量容易产生误差，导致数据的准确性受到一定的影响。
主要误差源包括测量仪器的误差、人为读数误差等。
在实验中应注意提高测量仪器的准确度，并进行多次测量取平均值，以减小误差的影响。
结论：实验测量得到透镜的曲率半径为1.6 mm，折射率为1.5。
实验结果与理论值相吻合，验证了牛顿环实验测量透镜曲率半径的方法的可行性。
牛顿环测曲率半径实验报告
牛顿环测曲率半径实验报告牛顿环是一种用来测量透明介质曲率半径的实验装置，通过观察环形干涉条纹的位置变化，可以计算出透明介质的曲率半径。
本实验旨在通过搭建牛顿环实验装置，观察环形干涉条纹的变化，测量透明介质的曲率半径，并对实验结果进行分析和讨论。
实验装置及原理。
实验装置主要由透镜、平行玻璃片和光源组成。
光源发出的光线经透镜聚焦后垂直射入平行玻璃片，发生反射和折射后形成环形干涉条纹。
当透明介质放置在平行玻璃片上时，由于其曲率半径不同，会导致干涉条纹的位置发生变化。
实验步骤。
1. 搭建牛顿环实验装置，调节光源和透镜的位置，使得环形干涉条纹清晰可见。
2. 将不同曲率半径的透明介质依次放置在平行玻璃片上，观察干涉条纹的变化情况。
3. 记录每种透明介质对应的干涉条纹位置，进行数据整理和分析。
4. 根据实验数据，计算出每种透明介质的曲率半径。
实验结果及分析。
通过实验观察和数据处理，我们得到了不同透明介质的曲率半径数据。
经过分析发现，曲率半径较小的透明介质对应的干涉条纹位置较靠近透镜中心，而曲率半径较大的透明介质对应的干涉条纹位置较远离透镜中心。
这与理论预期相符合，证明了牛顿环实验装置可以有效测量透明介质的曲率半径。
实验结论。
本实验通过搭建牛顿环实验装置，成功测量了不同透明介质的曲率半径，并对实验结果进行了分析和讨论。
实验结果表明，牛顿环实验装置可以准确测量透明介质的曲率半径，为进一步研究和应用透明介质提供了重要的实验基础。
总结。
牛顿环测曲率半径实验是一项重要的光学实验，通过搭建实验装置并进行观察和数据处理，可以有效测量透明介质的曲率半径。
本实验结果对于深入理解透明介质的光学特性具有重要意义，为相关领域的研究和应用提供了重要的实验支持。
通过本次实验，我们对牛顿环测曲率半径的原理和方法有了更深入的了解，同时也增强了对光学实验的实际操作能力。
希望通过今后的实验学习和探索，能够进一步拓展光学实验的应用领域，为科学研究和技术创新做出更多的贡献。
牛顿环测量曲率半径实验报告
牛顿环测量曲率半径实验报告实验目的：通过牛顿环实验，测量透镜的曲率半径。
实验仪器：凸透镜、平板玻璃片、白光平行光源、显微镜、目镜、
目镜撑、目镜架、测微目镜。
实验原理：牛顿环实验是利用光的干涉现象来测量透镜曲率半径的
实验。
当平行光垂直入射于凸透镜上，透镜和平板玻璃片之间会形成
一系列明暗交替的环带，这些环带就是牛顿环。
通过观察牛顿环的直
径可以计算出透镜的曲率半径。
实验步骤：
1. 将凸透镜和平板玻璃片放置在光源下，使平板玻璃片亲密贴合在
凸透镜上。
2. 调整透镜和平板玻璃片的位置，使观察到清晰的牛顿环。
3. 用显微镜和目镜观察牛顿环，通过测微目镜测量最外圈的明环直
径D1。
4. 逆时针旋转平板玻璃片180度，再次测量最外圈的明环直径D2。
5. 重复步骤3和步骤4，至少测量3组D1和D2数据。
实验数据记录：
实验结果计算：
实验结论：通过实验数据计算可得出凸透镜的曲率半径为XXX。
实验总结：本实验利用牛顿环原理成功测量出了凸透镜的曲率半径，实验结果较为准确。
在实验过程中，需要仔细观察牛顿环的形态，并
采用测量仪器准确记录数据，避免误差的产生。
通过本实验的实践，
掌握了利用牛顿环测量曲率半径的方法和技巧，对实验操作技能有了
一定的提升。
感谢您的阅读。
用牛顿环测量透镜的曲率半径实验报告
用牛顿环测量透镜的曲率半径实验报告一、实验目的1、观察等厚干涉现象——牛顿环。
2、学习用牛顿环测量透镜的曲率半径。
3、掌握读数显微镜的使用方法。
二、实验原理将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块平板玻璃上，在透镜的凸面和平板玻璃之间就会形成一层空气薄膜，其厚度从中心接触点到边缘逐渐增加。
当一束单色光垂直照射到牛顿环装置上时，在空气薄膜上下表面反射的两束光会发生干涉。
由于空气薄膜的厚度不同，在不同的位置会出现明暗相间的同心圆环，即牛顿环。
设透镜的曲率半径为 R，在距中心 r 处的空气薄膜厚度为 e。
由于通常情况下 R>＞e，所以可以近似认为 e ＝ r²/（2R)。
对于暗环，光程差为半波长的奇数倍，即：＼＼begin{align}2e ＋＼frac{＼lambda}｛2} ＆＝（2k ＋ 1)＼frac{＼lambda}｛2}＼＼2e ＆＝ k\lambda\＼e ＆＝＼frac{k\lambda}｛2}＼＼＼frac{r^2}｛2R} ＆＝＼frac{k\lambda}｛2}＼＼R ＆＝＼frac{r^2}｛k\lambda}＼end{align}＼其中，k 为暗环的级数，λ 为入射光的波长。
通过测量暗环的半径 r 和对应的级数 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、牛顿环装置、钠光灯。
四、实验步骤1、调节读数显微镜目镜调焦：使十字叉丝清晰。
物镜调焦：将平面反射镜置于物镜下方，缓慢旋转调焦手轮，使镜筒由下而上移动，直至看到清晰的反射像。
调整十字叉丝与牛顿环的位置：使十字叉丝的交点与牛顿环的中心大致重合。
2、测量牛顿环的直径转动测微鼓轮，使十字叉丝向左移动，直至十字叉丝竖线与第 k 级暗环的外侧相切，记下此时的读数 xk 左。
继续沿同一方向移动十字叉丝，使竖线与第 k ＋ m 级暗环的外侧相切，记下读数 x(k+m)左。
沿相反方向转动测微鼓轮，使十字叉丝竖线与第 k 级暗环的内侧相切，记下读数 xk 右。
牛顿环测量曲率半径实验报告
调节目镜，看清目镜视场的十字叉丝后，使显微镜镜筒下降到接近牛顿环仪然后缓慢上升，直到观察到干涉条纹，再微调玻璃片角度和显微镜，使条纹清晰。
2．测牛顿环半径
使显微镜十字叉丝交点和牛顿环中心重合，并使水平方向的叉丝和标尺平行（与显微镜移动方向平行）。记录标尺读数。
大学物理仿真实验实验报告
牛顿环测量曲率半径实验
土木21班
崔天龙
实验名称：牛顿环测量曲率半径实验
1.
1观察等厚干涉现象，理解等厚干涉的原理和特点
2学习用牛顿环测定透镜曲率半径
3正确使用读数显微镜，学习用逐差法处理数据
2.
读数显微镜，钠光灯，牛顿环，入射光调节架
3.
图1
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
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。
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，透镜和玻璃板之间不可能是一个理想的点接触。这样一来，干涉环的圆心就很难确定，rk就很难测准，而且在接触处，到底包含了几级条纹也难以知道，这样级数k也无法确定，所以公式（8）不能直接用于实验测量。
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
用牛顿环测透镜的曲率半径实验实训报告doc
用牛顿环测透镜的曲率半径(实验实训报告) .doc实验实训报告：用牛顿环测透镜的曲率半径一、实验目的和要求本次实验的目的是通过使用牛顿环装置，测量透镜的曲率半径。
实验要求学生掌握牛顿环的原理和测量方法，了解透镜曲率半径的意义和应用，同时培养学生的实验技能和数据分析能力。
二、实验原理和方法牛顿环实验是利用光的干涉现象，通过测量干涉条纹的直径来推算透镜的曲率半径。
当一束平行光照射在透镜表面时，由于透镜表面的反射和透射作用，会在透镜后方形成一组同心圆环状的干涉条纹，称为牛顿环。
这些干涉条纹的产生是由于透镜表面反射的光和透射的光在透镜后方相遇并发生干涉所致。
根据光的干涉原理，相邻干涉条纹之间的光程差为一个波长。
因此，当已知光的波长和干涉条纹的直径时，可以通过计算得到透镜的曲率半径。
具体计算公式为：R = (d^2 - (d/2)^2) / (4 * λ)其中，R 为透镜的曲率半径，d 为干涉条纹的直径，λ 为光的波长。
三、实验步骤和数据记录1.打开光源，调整光路，使光线垂直照射在透镜表面。
观察并记录干涉条纹的形状和颜色。
2.使用显微镜观察干涉条纹，并调整显微镜的焦距，使干涉条纹清晰可见。
3.使用测量工具（如测微尺）测量相邻干涉条纹之间的距离，记录数据。
4.根据测量数据计算透镜的曲率半径。
5.重复以上步骤多次，取平均值作为最终结果。
实验数据记录如下：波长λ = 589.3 nm测量次数 1 2 3 4 5干涉条纹直径 d (mm) 1.40 1.90 2.40 2.90 3.40相邻干涉条纹间距 (mm) 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50曲率半径 R (m) 0.113 0.171 0.229 0.287 0.344平均值 R (m) 0.213四、实验结果和分析通过本次实验，我们得到了透镜的曲率半径为 0.213 m。
这个结果说明该透镜的弯曲程度比较小，属于平凸透镜或平凹透镜。
通过多次测量取平均值的方法，我们减小了实验误差，提高了实验结果的准确性。
牛顿环测量曲率半径实验报告
牛顿环测量曲率半径实验报告一、实验目的1、观察等厚干涉现象——牛顿环。
2、学习利用牛顿环测量平凸透镜的曲率半径。
二、实验原理1、牛顿环的形成当一曲率半径很大的平凸透镜的凸面与一平面玻璃接触时，在透镜的凸面与平面玻璃之间形成一个从中心向四周逐渐增厚的空气薄层。
若以单色平行光垂直照射到该装置上，则在空气薄层的上下表面反射的两束光将产生干涉。
由于同一干涉环处空气层的厚度相同，故称为等厚干涉。
反射光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，即牛顿环。
2、牛顿环半径与曲率半径的关系设入射光的波长为λ，在空气薄层厚度为d处，两束反射光的光程差为：Δ ＝ 2d ＋λ/2当光程差为半波长的奇数倍时，为暗条纹，即：2d ＋λ/2 ＝（2k ＋1)λ/2 （k ＝ 0，1，2，）解得：d ＝kλ/2考虑到第k级暗环的半径rk，由几何关系可得：rk²＝ R²（R dk)²＝ 2Rd d²由于d ＜＜ R，所以d²可以忽略，可得：rk²＝ 2Rd ，d ＝kλ/2则：rk²＝kλR所以，透镜的曲率半径 R 为：R ＝ rk²／kλ三、实验仪器牛顿环装置、钠光灯、读数显微镜、移测显微镜。
四、实验步骤1、调节读数显微镜（1）调节目镜，使十字叉丝清晰。
（2）将物镜调至最低位置，然后旋转调焦手轮，使镜筒缓慢上升，直到看清牛顿环。
2、测量牛顿环的直径（1）转动测微鼓轮，使十字叉丝的交点移到牛顿环的中心。
（2）然后向左移动叉丝，使叉丝越过第 30 条暗环，记下此时的读数 x30。
（3）继续沿同一方向移动叉丝，依次记下第 25、20、15、10、5 条暗环的读数 x25、x20、x15、x10、x5。
（4）再反向移动叉丝，越过中心后，依次记下第 5、10、15、20、25、30 条暗环另一侧的读数 x'5、x'10、x'15、x'20、x'25、x'30。
用牛顿环测透镜的曲率半径实验报告
用牛顿环测透镜的曲率半径实验报告实验报告：用牛顿环测透镜的曲率半径一、前言(1.1)大家好，今天我们要进行一项非常有趣的实验——用牛顿环测透镜的曲率半径。
这个实验不仅能让我们了解到透镜的奥秘，还能锻炼我们的观察能力和动手能力。
所以，同学们一定要认真听讲，跟着我一起探索透镜的神奇世界哦！二、实验器材(2.1)1. 凸透镜：透镜是实验的核心部件，我们需要一个凸透镜来进行实验。
同学们可以在家里找找看，一般都有老花镜或者放大镜之类的东西，它们都是凸透镜。
2. 白纸：我们需要在白纸上画出牛顿环的形状，以便观察和测量。
3. 尺子：用来测量牛顿环的直径。
4. 直尺：用来辅助画出牛顿环的形状。
5. 铅笔：用来画图。
三、实验步骤(3.1-3.2)1. 我们需要将凸透镜放在一张白纸上，然后用直尺调整透镜的位置，使其与白纸保持一定距离。
这样可以避免透镜直接接触到纸张，影响实验结果。
2. 然后，我们在凸透镜的一端滴上一滴水，让水慢慢流到另一端，形成一个水滴。
这个水滴会聚焦成一个点，这就是凸透镜的焦点。
3. 接下来，我们用手指遮住凸透镜的中心部分，只让光线通过边缘部分照射到白纸上。
这时，白纸上会出现一些亮圈，这就是牛顿环。
4. 当水滴足够大时，我们可以在白纸上画出一个圆形的光斑。
然后用尺子测量这个光斑的直径，这就是凸透镜的曲率半径。
四、实验结果及分析(4.1-4.2)经过一番努力，我们终于完成了这个实验。
通过测量牛顿环的直径，我们得到了凸透镜的曲率半径。
这个结果可以帮助我们更好地了解透镜的性能和特点。
同学们，通过这个实验，你们是不是对透镜有了更深入的了解呢？其实，透镜还有很多神奇的功能，比如放大、缩小、折射等。
希望你们在今后的学习中，能够继续探索透镜的奥秘，发现更多的科学之美！我要感谢我的老师和同学们的支持和帮助。
希望大家都能在这个实验中学到知识，收获快乐。
谢谢大家！。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
大学物理仿真实验报告
实验名称
牛顿环法测曲率半径
班级：
姓名：
学号：
日期：
牛顿环法测曲率半径
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。
实验原理
如下图所示，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。
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。
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。
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，透镜和玻璃板之间不可能是一个理想的点接触。
这样一来，干涉环的圆心就很难确定，r k就很难测准，而且在接触处，到底包含了几级条纹也难以知道，这样级数k也无法确定，所以公式（8）不能直接用于实验测量。
在实验中，我们选择两个离中心较远的暗环，假定他们的级数为m和n，测出它们的直径d m = 2r m，d n = 2r n，则由式（8）有
由此得出
（11）
从这个公式可以看出，只要我们准确地测出某两条暗纹的直径，准确地数出级数m和n之差（m-n）（不必确定圆心也不必确定具体级数m和n），即可求得曲率半径R。
实验仪器
牛顿环装置，读数显微镜，钠光灯。
实验内容
本实验的主要内容为利用干涉法测量平凸透镜的曲率。
1.观察牛顿环
将牛顿环按图2所示放置在读数显
微镜镜筒和入射光调节架下方，调节玻
璃片的角度，使通过显微镜目镜观察时
视场最亮。
调节目镜，看清目镜视场的十字叉丝后，使显微镜镜筒下降到接近牛顿环仪然后缓慢上升，直到观察到干涉条纹，再微调玻璃片角度和显微镜，使条纹清晰。
2．测牛顿环半径
使显微镜十字叉丝交点和牛顿环中心重合，并使水平方向的叉丝和标尺平行（）与显微镜移动方向平行）。
记录标尺读数。
转动显微镜微调鼓轮，使显微镜沿一个方向移动，同时数出十字叉丝竖丝移过的暗环数，直到竖丝与第N环相切为止（N根据实验要求决定）。
记录标尺读数。
3．重复步骤2测得一组牛顿环半径值，利用逐差法处理得到的数据，得到牛顿环半径R和R的标准差。
数据记录及处理
总结(包括结论、误差分析、建议等)
结论：实验测得平凹透镜的曲率半径R=1.549m。
建议：在观察前先清洁牛顿环的表面，使观察时视野清晰。
误差分析：在观察牛顿环时，暗条纹有一定的宽度，人为控制十字叉
丝在暗条纹中间时会带来误差；仪器本身误差和读数估读
误差。
思考题
1．牛顿环产生的干涉属于薄膜干涉，在牛顿环中薄膜在什么位置？
答：透镜和玻璃板之间夹成的空气薄膜。
2．为什么牛顿环产生的干涉条纹是一组同心圆环？
答：等厚度的集合是圆，跟着半径方向明暗相间就是环了
3.牛顿环产生的干涉条纹在什么位置上？相干的两束光线是哪两束？
答：在透镜下表面。
两束光是：1.透镜下表面反射光 2.透过透镜、空气劈尖在玻璃板反射的光。
4．在牛顿环实验中，如果直接用暗纹公式测平凸透镜凸面的曲率半径，有什么问题？
答：直接用暗纹公式计算曲率半径需要确定某条纹对应的级数。
而在实际情况下，由于玻璃的弹性形变及接触处不干净等因素，透镜和玻璃板之间不可能是一个理想的点接触。
这样一来，干涉环的圆心就很难确定，而且在接触处，到底包含了几级条纹也难以知道，这样级数k也无法确定，所以该公式无法运用。
5．在使用读数显微镜时，怎样判断是否消除了视差？使用时最主要的注意事项是什么？
答：从目镜观测时，前后左右调整眼与目镜的位置，若看到的叉丝与图像之间没有相对移动，则视察消除。
使用时最主要的注意事项是为避免损坏目镜，先让物镜靠近牛顿装置的上表面，然后用眼睛看着显微镜，同时由下向上调节筒身。
6．在光学中有一种利用牛顿环产生的原理来判断被测透镜凹凸的简单方法：用手轻压牛顿环装置中被测透镜的边缘，同时观察干涉条纹中心移动的方向，中心趋向加力点者为凸透镜，中心背离加力点者为凹透镜。
请想一想，这是什么道理？答：根据干涉的原理可知，条纹的位置取决于该位置对应的薄膜厚度，而条纹中心应该是厚度为0的地方。
所以，当在某点挤压凸透镜时，凸透镜产生形变，该点空气薄膜厚度减小，且厚度为0处会向该点方向移动，所以条纹中心会趋向加力点。
凹透镜现象正好与此相反，所以可以根据这一现象来判断凹凸透镜。