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。
牛顿环演示实验报告
一、实验目的1. 观察和分析牛顿环等厚干涉现象;2. 学习利用牛顿环干涉现象测量透镜的曲率半径;3. 理解光程差与干涉条纹之间的关系。
二、实验原理牛顿环是一种等厚干涉现象,当一块平凸透镜的凸面与平板玻璃接触时,在两表面之间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、下表面反射的光束发生干涉,形成以接触点为中心的一系列明暗相间的圆环。
根据干涉条件,明环和暗环的位置与空气膜的厚度有关,从而可以计算出透镜的曲率半径。
实验原理公式如下:对于明环:2d = mλ + λ/2对于暗环:2d = mλ - λ/2其中,d为空气膜厚度,m为干涉级数,λ为入射光波长。
三、实验仪器1. 牛顿环装置:由一块平面玻璃和一块平凸透镜组成;2. 钠光灯:提供单色光;3. 读数显微镜:用于测量干涉条纹间距;4. 移动平台:用于调节透镜与平板玻璃之间的距离。
四、实验步骤1. 将牛顿环装置放置在实验台上,调整钠光灯,使其光线垂直照射到牛顿环上;2. 将读数显微镜对准牛顿环,调节显微镜的焦距,使干涉条纹清晰可见;3. 调节移动平台,使透镜与平板玻璃之间的距离逐渐增大,观察干涉条纹的变化;4. 记录明环和暗环的间距,根据实验原理公式计算空气膜厚度;5. 改变透镜的曲率半径,重复实验步骤,比较不同曲率半径下的实验结果。
五、实验结果与分析1. 观察到随着透镜与平板玻璃之间距离的增大,干涉条纹间距逐渐增大,说明空气膜厚度逐渐增加;2. 通过计算,得到不同干涉级数的空气膜厚度,进一步计算出透镜的曲率半径;3. 对比不同曲率半径下的实验结果,发现实验结果与理论值基本一致。
六、实验结论1. 牛顿环是一种典型的等厚干涉现象,通过观察和分析牛顿环,可以加深对等厚干涉的理解;2. 利用牛顿环干涉现象可以测量透镜的曲率半径,实验结果与理论值基本一致,说明实验方法可靠;3. 通过本实验,掌握了读数显微镜的使用方法,提高了实验操作技能。
2023年牛顿环等厚干涉标准实验报告
实验报告学生姓名: 学号: 指导教师:试验地点: 试验时间:一、试验室名称:二、试验项目名称: 牛顿环测曲面半径和劈尖干涉三、试验课时:四、试验原理:1.等厚干涉如图1所示, 在C点产生干涉, 光线11`和22`旳光程差为△=2d+λ/2式中λ/2是由于光由光疏媒质入射到光密媒质上反射时, 有一相位突变引起旳附加光程差。
当光程差△=2d+λ/2=(2k+1)λ/2,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;因此,在空气薄膜厚度相似处产生同一级旳干涉条纹,叫等厚干涉条纹。
2.用牛顿环测透镜旳曲率半径将一种曲率半径较大旳平凸透镜旳凸面置于一块光学平板玻璃上则可构成牛顿环装置。
如图2所示。
这两束反射光在AOB 表面上旳某一点E相遇, 从而产生E 点旳干涉。
由于AOB 表面是球面, 所产生旳条纹是明暗相间 旳圆环, 因此称为牛顿环, 如图3所示。
图3图43.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 级干涉暗条纹对应旳薄膜厚度为d=k λ/2 k=0时, d=0, 即在两玻璃板接触处为零级暗条纹;若在薄纸处展现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旳距离为△x,则暗条纹总数为N=L/△x, 即 d ’=L λ/2 △x 。
五、试验目旳:深入理解光旳等厚干波及其应用, 学会使用移测显微镜。
六、试验内容:1、用牛顿环测透镜旳曲率半径 2、用劈尖干涉法测薄纸片旳厚度 七、试验器材(设备、元器件):Ld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、试验环节:1. 用牛顿环测透镜旳曲率半径(1)在日光下, 用手轻调牛顿环仪上旳三个螺钉, 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, 轻易移动, 无法精确进行测量)。
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。
等厚干涉牛顿环实验报告
等厚干涉牛顿环实验报告干涉是光学中的一个重要现象,而等厚干涉是其中的一种特殊形式。
本次实验旨在通过观察牛顿环的形成过程,探究光的干涉现象,以及利用干涉条纹的特性来测量透明薄片的厚度。
实验仪器与原理。
本次实验使用的仪器主要有,透镜、白光源、平行玻璃片、目镜等。
实验原理主要是基于光的干涉现象,当平行玻璃片与透镜接触时,由于空气和玻璃之间存在一定的厚度差,光线在通过这一厚度差时会产生干涉现象,形成一系列明暗相间的环状条纹,即牛顿环。
实验步骤。
1. 将白光源置于透镜的一侧,使光线通过透镜后射到平行玻璃片上。
2. 调整透镜和平行玻璃片的位置,观察牛顿环的形成情况,并记录下明暗条纹的数量和分布情况。
3. 通过目镜观察牛顿环,利用目镜的微调装置来测量不同位置处的明暗条纹的直径。
4. 根据测得的明暗条纹的直径数据,计算出平行玻璃片的厚度。
实验结果与分析。
通过实验观察和数据测量,我们得到了一系列明暗相间的圆环条纹,并成功测量出了不同位置处的明暗条纹的直径。
根据所测得的数据,我们计算出了平行玻璃片的厚度为X微米。
结论。
通过本次实验,我们深入了解了等厚干涉的现象和特性,通过观察牛顿环的形成过程,成功测量了平行玻璃片的厚度。
实验结果与理论计算基本吻合,验证了等厚干涉的存在和实验方法的可行性。
总结。
本次实验通过观察牛顿环的形成过程,深入探究了光的干涉现象,以及利用干涉条纹来测量透明薄片的厚度。
同时也加深了我们对光学原理的理解,为今后的学习和科研工作打下了坚实的基础。
通过本次实验,我们不仅学到了理论知识,更加深了对光学现象的理解,同时也提高了实验操作的能力。
希望通过今后的实验学习,能够进一步探究光学领域的奥秘,为科学研究和技术应用做出更大的贡献。
等厚干涉牛顿环实验报告
等厚干涉牛顿环实验报告Company number:【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】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。
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。
牛顿环等厚干涉实验报告
牛顿环等厚干涉实验报告一、引言牛顿环等厚干涉实验是一种经典的干涉实验,通过观察干涉环的形态和颜色变化,可以研究光的干涉现象。
本实验旨在通过实验观察和分析,了解等厚干涉的原理和规律。
二、实验目的1. 掌握牛顿环等厚干涉实验的基本原理和操作方法;2. 实验观察和分析等厚干涉环的形态和颜色变化规律;3. 了解干涉现象在实际应用中的意义。
三、实验仪器和材料1. 光源:白光源;2. 干涉装置:包括凸透镜、玻璃片、平凸透镜、反射镜等;3. 显微镜:用于观察干涉环;4. 其他辅助装置:如光源调节装置、千分尺等。
四、实验原理1. 干涉:干涉是指两个或多个波源发出的波相互叠加而形成的干涉图样。
光的干涉现象是由于光的波动性质所引起的。
2. 干涉环:等厚干涉是一种特殊的干涉现象,当平行光垂直入射到一个等厚透明介质上时,由于光在介质内部的反射和折射,形成一系列半透明的同心圆环,这些圆环就是干涉环。
3. 牛顿环:牛顿环是一种特殊的等厚干涉环,是由于平行光垂直入射到一个透明凹透镜和平凸透镜接触面上时,由于两个透镜之间存在着薄空气层,形成的一系列半透明的同心圆环。
五、实验步骤1. 调整光源:将光源调节到适当亮度,保证实验的可观察性。
2. 调整透镜:使用平凸透镜和反射镜等装置,调整透镜的位置和角度,使得光线能够垂直入射到透明介质上。
3. 观察干涉环:通过显微镜观察干涉环的形态和颜色变化,记录观察结果。
4. 测量干涉环半径:使用千分尺等测量工具,测量不同干涉环的半径,并记录测量结果。
5. 分析实验结果:根据观察和测量结果,分析等厚干涉环的形态和颜色变化规律。
六、实验结果与分析1. 干涉环形态:观察实验中得到的干涉环形态,可以看到一系列同心圆环,其半径逐渐增大。
2. 干涉环颜色:干涉环的颜色变化由中心向外呈现出一系列彩色环带,其中心颜色较暗,向外逐渐变亮。
3. 干涉环半径与波长关系:根据实验结果,可以发现干涉环的半径与波长成正比关系,即半径越大,波长越长。
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。
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。
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[实验目的]1.观察光的等厚干涉现象,熟悉光的等厚干涉的特点。
2.用牛顿环测定平凸透镜的曲率半径。
3.用劈尖干涉法测定细丝直径或微小厚度。
[实验仪器]牛顿环仪,移测显微镜、钠灯、劈尖等。
[实验内容]1.用牛顿环测量平凸透镜表面的曲率半径(1)按图11-2安放实验仪器(2)调节牛顿环仪边框上三个螺旋,使在牛顿环仪中心出现一组同心干涉环。
将牛顿环仪放在显微镜的平台上,调节45°玻璃板,以便获得最大的照度。
(3)调节读数显微镜调焦手轮,直至在显微镜内能看到清晰的干涉条纹的像。
适当移动牛顿环位置,使干涉条纹的中央暗区在显微镜叉丝的正下方,观察干涉条纹是否在显微镜的读数范围内,以便测量。
(4)转动测微鼓轮,先使镜筒由牛顿环中心向左移动,顺序数到第24暗环,再反向至第22暗环并使竖直叉丝对准暗环中间,开始记录。
在整个测量过程中,鼓轮只能沿同一个方向依次测完全部数据。
将数据填入表中,显然,某环左右位置读数之差即为该环的直径。
用逐差法求出R,并计算误差。
2.用劈尖干涉法则细丝直径(选做内容)(1)将被测细丝夹在两块平板玻璃的一端,另一端直接接触,形成劈尖,然后置于读数显微镜载物台上。
(2)调节叉丝方位和劈尖放置方位,使镜筒移动方向与干涉条纹相垂直,以便准确测出条纹间距。
(3)用读数显微镜测出20条暗条纹间的垂直距离l,再测出棱边到细丝所在处的总长度L,求出细丝直径d。
(4)重复步骤3,各测三次,将数据填入自拟表格中。
求其平均值。
[实验记录表格]=====903.711mm。
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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2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K 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。
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。
或者空气间隙层有了灰尘,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。
实际测量时,我们可以通过测量距中心较远的两个暗环半径r m 和r n 的平方差来计算曲率半径R 。
因为两式相减可得所以有 λ)(22n m r r R n m --=或 λ)(422n m D D R nm --=由上式可知,只要测出m D 与n D (分别为第m 与第n 条暗纹的直径)的值,就能算出R 或λ。
这样就可避免实验中条纹级数难以确定的困难,利用后以计算式还可克服确定条纹中心位置的困难。
四. 实验内容1. 调整牛顿环借助日光灯灯光,用眼睛直接观察,均匀调节仪器的3个螺丝直至干涉条纹为圆环形且位于透镜的中心。
然后将干涉条纹放在显微镜镜筒的正下方。
2.观察牛顿环 (1)接通汞灯电源。
(2)将牛顿环装置放置在读数显微镜镜筒下,镜筒置于读数标尺中央月5cm 处。
(3)待汞灯正常发光后,调节读数显微镜下底座平台高度(底座可升降),使45°玻璃片正对汞灯窗口,并且同高。
(4)在目镜中观察从空气层反射回来的光,整个视场应较亮,颜色呈汞光的兰紫色,如果看不到光斑,可适当调节45°玻璃片的倾斜度(一般实验室事先已调节好,不可随意调节)及平台高度,直至看到反射光斑,并均匀照亮视场。
(5)调节目镜,在目镜中看到清晰的十字准线的像。
(6)转动物镜调节手轮,调节显微镜镜筒与牛顿环装置之间的距离。
先将镜筒下降,使45°玻璃片接近牛顿环装置但不能碰上,然后缓慢上升,直至在目镜中看到清晰的十字准线和牛顿环像。
3.测量21~30环的直径(1)粗调仪器,移动牛顿环装置,使十字准线的交点与牛顿环中心重合。
(2)放松目镜紧固螺丝(该螺丝应始终对准槽口),转动目镜使十字准线中的一条线与标尺平行,即与镜筒移动方向平行。
(3)转动读数显微镜读数鼓轮,镜筒将沿着标尺平行移动,检查十字准线中竖线与干涉环的切点是否与十字准线交点重合,若不重合,再按步骤(1)(2)仔细调节(检查左右两侧测量区域)。
(4)把十字准线移到测量区域中央(25环左右),仔细调节目镜及镜筒的焦距,使十字准线像与牛顿环像无视差。
(5)转动读数鼓轮,观察十字准线从中央缓慢向左(或向右)移至37环,然后反方向自37环向右移动,当十字准线竖线与30环外侧相切时,记录读数显微镜上的位置读数X30。
然后继续转动鼓轮,使竖线依次与29,28,27,26,25,24,23,22,21环外侧相切,并记录读数。
过了21环后继续转动鼓轮,并注意读出环的顺序,直到十字准线回到牛顿环中心,核对该中心是否为k=0。
(6)继续按原方向转动鼓轮,越过干涉圆环中心,记录十字准线与右边第21,22,23,24,25,26,27,28,29,30环内外切时的读数。
注意:从37环移到另一侧30环的过程中鼓轮不能倒转。
然后反向转动鼓轮,并读出反向移动时各暗环次序,并核对十字准线回到牛顿环中心时k是否为0。
(7)按上述步骤重复测量三次,将牛顿环暗环位置的读数填入自拟表中。
五. 数据处理环数 m X L(mm) X R (mm) D m (mm) 环数nXL(mm) X R (mm) Dn(mm)30 26.577 18.697 7.88 25 26.248 19.020 7.228 29 26.418 18.752 7.666 24 26.190 17.072 7.17 28 26.450 18.817 7.633 23 26.123 19.142 6.981 27 26.390 18.887 7.503 22 26.047 19.223 6.824 26 26.323 18.942 7.381 2125.970 18.2886.6821. 用逐差法处理数据。
2.由公式计算平凸透镜的半径R 。
环数XL(mm)XR(mm)123 平均123平均30 26.590 26.570 26.570 26.577 18.710 18.680 18.700 18.697 29 26.520 26.495 26.510 26.418 18.760 18.752 18.745 18.752 28 26.450 26.445 25.455 26.450 18.820 18.815 18.815 18.817 27 26.400 26.385 26.385 26.390 18.890 18.890 18.880 18.887 26 26.340 26.315 26.315 26.323 18.945 18.950 18.930 18.942 25 26.265 26.240 26.240 26.248 19.030 19.010 19.020 19.020 24 26.200 26.185 26.185 26.190 19.070 19.075 19.070 17.072 23 26.130 26.120 26.120 26.123 19.150 19.145 19.130 19.142 22 26.060 26.040 26.040 26.047 19.230 19.230 19.210 19.223 21 25.990 25.960 25.960 25.970 19.285 19.300 19.2818.2883.根据实验室给出的R的标准值计算出百分误差。
理论值R'=1m,实验值R=0.98m误差分析:1、观察暗斑时,肉眼不能达到准确读数,产生读数误差;2、鼓轮倒转导致回程差;3、在实验操作中,由于中心不可能达到点接触,在重力和螺钉压力下,透镜会变形,中心会形成暗斑,造成测量结果偏差;4、平凸透镜与平面玻璃接触点有灰尘,引起附加光程差;5、读数带来的误差六. 注意事项1.为保护实验仪器,聚焦前,应先使物镜接近被测物,然后使镜筒慢慢向上移,直至聚焦。
2.测量读数时,目镜中十字叉丝的横丝应与读数标尺相平行,纵丝应与各暗环相切。
3.测量读数时,为避免转动部件螺纹间隙产生的空程误差,测微鼓轮只能向一个方向旋转。
七. 思考题牛顿环干涉条纹一定会成为圆环形状吗?其形成的干涉条纹定域在何处?答:牛顿环是一各薄膜干涉现象。
光的一种干涉图样,是一些明暗相间的同心圆环。
从牛顿环仪透射出的环底的光能形成干涉条纹吗?如果能形成干涉条纹,则与反射光形成的条纹有何不同?答:可以的,透射光干涉条纹与反射光干涉条纹,正好相反。
夹层内折射率不是介于透镜和玻璃板折射率之间,在透镜凸表面和玻璃的接触点上,空气层厚度为0,两反射光的光程差为λ/2,因此反射光方向上牛顿环中心为暗点。
透射光方向与反射光条纹相反,因此透射光牛顿环中心是一亮点。
如果夹层内折射率正好介于透镜和玻璃板折射率之间,反射光牛顿环中心为亮点,透射光牛顿环为暗点。
实验中为什么要测牛顿环直径,而不测其半径?答:因为半径R只与测定各环的环数差有关,无须确定各环级数。
显微镜是用来读环数的,在计算中可将零误差消去。
实验中为什么要测量多组数据且采用多项逐差法处理数据?答:避免系统误差对实验的影响。