测量牛顿环直径并计算曲率半径
牛顿环测曲率半径
观察等厚干涉现象之一—牛顿环的特征 学会用牛顿环测定平凸透镜的曲率半径 熟悉读数显微镜用法
1
读数显微镜
实验仪器
钠光灯
牛顿环仪
2
实 验 仪 器 调焦手轮
目 镜 物
镜 筒 镜
测微鼓轮
3
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
实 验 仪 器
读数方法
主尺毫米整数＋鼓轮读数× 0· 01mm（估读1位）
28.565mm
4
实 验 仪 器
待测元件－牛顿环仪
平凸透镜
平板玻璃
5
实 验 原 理
牛顿环的产生
半反 射镜 A B r
6
A—半径为r的平凸透镜
B—平玻璃板
实 验 原 理
平凸透镜曲率半径的测量
对某一暗纹：
o
2
rk ( ek )
2
2
rk ek
rk 2 2 ek
2ek
rk 2 k (k 0， 1， 2 )
i 1
5 4
u( )
13
实 注意事项 验 数 据 读数显微镜在调节过程中要防止 处 物镜与牛顿环仪相碰撞 理
测量过程中需单方向转动鼓轮
14
读数显微镜的空程误差
载物平台或显微镜
螺 母
10 5 螺杆 螺杆
空程误差
属系统误差，由螺母与螺杆间的间隙造成；消除方法： 测量时只往同一方向转动螺尺。
由于牛顿环中心为一暗斑，圆心不易找准。 造成：半径r不易测准，级数k的不确定性。
7
2
(2k 1)
2
实 平凸透镜曲率半径的测量 验 原 第m个暗环的直径Dm D 2 4m m 理
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。
牛顿环测透镜曲率半径实验中的数据处理与结果分析
牛顿环测透镜曲率半径实验中的数据处理与结果分析实验目的牛顿环测透镜曲率半径实验是用来测量透镜的曲率半径的方法之一。
通过实验，我们可以获得透镜的曲率半径，并进一步了解透镜的性质和特点。
本文旨在介绍牛顿环测透镜曲率半径实验中的数据处理方法和结果分析。
实验原理牛顿环实验是基于干涉原理来测量透镜曲率半径的。
光源照射到透镜表面上，形成由干涉引起的环状亮暗条纹。
当透镜与平行玻璃片叠加时，亮暗条纹的半径与透镜的曲率半径有关。
通过测量亮暗条纹的半径，可以计算出透镜的曲率半径。
实验步骤1. 将光源置于光学台上，并调节好透镜的位置；2. 在光源的下方放置一张玻璃平板作为参考面；3. 将透镜放置在平板上，并调整透镜的位置，使其与平板平行；4. 调节望远镜的位置和焦距，使其能够清楚地观察到牛顿环；5. 使用望远镜观察牛顿环，并通过微调透镜位置，使得环形条纹清晰；6. 测量不同环圆的直径，记录数据。
数据处理根据实验原理，并结合实验步骤中所测量的数据，我们可以进行如下的数据处理：1. 对每个环圆的直径进行测量，并记录下来；2. 计算每个环圆的半径，即直径的一半；3. 利用公式r = (m-0.5)\*λR/d，其中r为透镜曲率半径，m为环数，λ为光波长，R为透镜与平板的距离，d为环圆半径；4. 将上述的计算结果整理为一个数据表或图表，便于结果的分析和比较。
结果分析通过实验数据的处理，我们可以得到透镜的曲率半径。
根据实验中测量得到的环圆半径以及上述的计算公式，我们可以计算出透镜的曲率半径并进行结果的分析。
1. 分析透镜的曲率半径的大小和正负：通过对计算得出的曲率半径进行分析，可以确定透镜是凸透镜还是凹透镜，并判断其曲率半径的大小。
2. 分析透镜的焦距：根据透镜的曲率半径，我们可以利用透镜的透镜公式来计算透镜的焦距，进一步了解透镜的性质和特点。
3. 比较不同环数的曲率半径：将不同环数对应的曲率半径进行比较，可以研究曲率半径与环数之间的关系，进一步加深对透镜性质的理解。
牛顿环测透镜曲率半径实验的实验条件与测量要求分析
牛顿环测透镜曲率半径实验的实验条件与测量要求分析牛顿环是一种利用干涉现象来测量透镜曲率半径的实验方法。
在进行实验之前，我们需要了解实验条件和测量要求，以保证实验的准确性和可靠性。
本文将对牛顿环测透镜曲率半径实验的实验条件和测量要求进行分析。
一、实验条件1. 光源：实验中需使用单色光源，以保证干涉环的清晰度和稳定性。
常用的光源有汞灯、钠灯等。
在实验中选择合适的单色光源非常重要，应根据实际情况来确定。
2. 透镜：实验中需要使用一个凸透镜，其曲率半径待测。
透镜的质量要求高，表面应光滑，没有明显的瑕疵或划伤。
3. 间隙：在透镜和平板之间形成一个微小的间隙，以产生干涉环。
间隙的大小应适中，过大或过小都会影响实验的结果。
4. 平台：实验过程需要使用稳定的平台，以确保透镜和光源的位置固定不变。
平台要求稳定性好，能够进行微小的调整，以便获得清晰的干涉纹。
5. 探测器：在实验中需要使用适当的探测器来记录干涉环的形状和变化。
常用的探测器有CCD相机、干涉仪等。
二、测量要求1. 平台调整：在实验开始前，需要将透镜固定在平台上，并进行调整，使其与光源的位置保持恒定。
保持透镜和光源的相对位置不变，是获得稳定干涉环的前提。
2. 焦距测定：首先，需要通过调节透镜与平板之间的间隙，使干涉环清晰可见。
然后，在给定距离上测量干涉环的直径，并记录。
根据牛顿环实验公式，可以通过测量的干涉环直径来计算透镜的焦距。
3. 数据处理：通过多次测量不同的干涉环直径，可以获得透镜的曲率半径。
在数据处理过程中，需要注意排除外界因素的干扰，确保实验数据的准确性。
4. 实验精度：牛顿环测量透镜曲率半径实验的精度主要取决于干涉环的清晰度、测量仪器的精度和实验条件的控制。
在进行实验时，应尽可能采取措施提高实验的精度，例如减小干涉环的直径误差、使用高精度的测量仪器等。
5. 实验记录：在实验过程中，应详细记录测量数据、实验条件和实验结果。
记录的数据应具备可追溯性和可复现性，以方便他人参考和验证。
实验牛顿环干涉测定透镜曲率半径
r 2dR (Δ)R
r (k1)R 明环半径
2
2
r kR 暗环半径
牛顿环干涉测定透镜曲率半径
波动光学
结 明环半径 r (k1)R (k1,2,3, )
论
2
暗环半径 r kR (k0,1,2, )
思 1）从反射光中观测，中心点是暗点还是亮点？ 考 从透射光中观测，中心点是暗点还是亮点？
2）属于等厚干涉，条纹间距不等，为什么？
☆干涉条纹的移动演示
每一条 纹对应劈尖 内的一个厚 度，当此厚 度位置改变 时，对应的 条纹随之移 动；当倾斜
角改变条
纹形状改变
波动光学
牛顿环干涉测定透镜曲率半径
【实验目的】
波动光学
1、掌握用牛顿环测定透镜曲率半径的方法； 2、掌握读数显微镜的调节和使用；
3、通过实验加深对等厚干涉原理的理解。
【实验仪器】
2(h d)
牛顿环干涉测定透镜曲率半径
波动光学
总结
1）干涉条纹为光程差相同的点的轨迹，即厚 度相等的点的轨迹
d
b
k1
d
d
2n
b d 2n
牛顿环干涉测定透镜曲率半径
波动光学
2）厚度线性增长条纹等间距，厚度非线性增长 条纹不等间距
3）条纹的动态变化分析（ n,, 变化时）
劈尖角
牛顿环干涉测定透镜曲率半径
5
5 6n 3m 3
牛顿环干涉测定透镜曲率半径
波动光学
例2 如图所示为测量油膜折射率的实验装置 , 在
平面玻璃片G上放一油滴，并展开成圆形油膜，在波
长 60n0m 的单色光垂直入射下，从反射光中可
观察到油膜所形成的干涉条纹 . 已知玻璃的折射率，
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
牛顿环测量曲率半径实验1.实验目的:学习用牛顿环测定透镜曲率半径2.实验原理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，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，总的光程差为由式可见，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dm = 2rm，dn = 2rn，则由式有由此得出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。
3.实验步骤1．观察牛顿环。
将牛顿环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。
2．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。
3．测牛顿环直径。
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。
4.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的相对误差E。
牛顿环测量曲率半径实验报告
实验名称：牛顿环丈量曲率半径实验1.实验目的 :1察看等厚干预现象，理解等厚干预的原理和特色2学惯用牛顿环测定透镜曲率半径3正确使用读数显微镜，学惯用逐差法办理数据2.实验仪器 :读数显微镜，钠光灯，牛顿环，入射光调理架3.实验原理图 1如下图，在平板玻璃面 DCF上放一个曲率半径很大的平凸面镜 ACB，C 点为接触点，这样在 ACB 和 DCF 之间，形成一层厚度不平均的空气薄膜，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芒来自同一条入射光芒，它们知足相关条件并在膜的上表面相遇而产生干预，干预后的强度由相遇的两条光芒的光程差决定，由图可见，两者的光程差等于膜厚度 e 的两倍，即别的，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 ，因此相关的两条光芒还拥有 /2 的附带光程差，总的光程差为（1）当知足条件（2）时，发生相长干预，出现第K 级亮纹，而当（3）时，发生相消干预，出现第k 级暗纹。
因为同一级条纹对应着同样的膜厚，因此干预条纹是一组等厚度线。
能够想见，干预条纹是一组以 C 点为中心的齐心圆，这就是所谓的牛顿环。
如下图，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，而的数目级为毫米，因此R >> e k，e k2相关于 2Re k是一个小量，能够忽视，因此上式能够简化为（5）假如 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，即跟着k 的增大，条纹愈来愈细。
同理，假如 r k是第 k 级明纹，则由式（ 1）和（ 2）得（9）代入式（ 5），能够算出（ 10）由式（ 8）和（ 10）可见，只需测出暗纹半径（或明纹半径），数出对应的级数 k，即可算出 R。
牛顿环测凸透镜的曲率半径实验完整报告含数据
2、为什么相邻两暗条纹(或亮条纹)之间的距离,靠近中心的要比边缘的大?
随着不断向外，凸镜的斜面增大。
请在两周内完成，交教师批阅
附件：（实验曲线请附在本页）
由此得出
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。
实验内容及步骤
1.点燃钠光灯，放好牛顿环仪，待钠光灯发光正常后，调平玻片与水平成45°，使目镜视场中充满黄光。调目镜使十字叉丝清晰，横丝与镜筒移动方向平行。调焦：使镜筒自下而上的移动，看清干涉条纹并观察其分布。叉丝中心与牛顿环中心对准。
2.转动读数鼓轮,让十字准线竖线从中央缓慢向左移至32环，然后反方向自32环向右（或向左）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----10环外侧相切，并记录读数。过了10环后继续转动鼓轮，直到十字准线竖线回到牛顿环中心，核对该中心是否是k = 0。继续按原方向转动读数鼓轮，越过干涉圆环中心，记录十字准线与右边（或左边）第10--30环内切时的读数。
牛顿环仪
NTK
请认真填写
详解牛顿环测透镜曲率半径实验的原理与实验流程
详解牛顿环测透镜曲率半径实验的原理与实验流程牛顿环测透镜曲率半径实验是一种常用的光学实验方法，用于测量透镜的曲率半径，从而获得透镜的光学性质。
本文将详细介绍牛顿环测透镜曲率半径实验的原理和实验流程。
一、实验原理牛顿环测透镜曲率半径的基本原理是利用透镜的干涉现象来确定透镜的曲率半径。
在实验中，我们需要借助一束单色光，通过将平凸透镜与平板玻璃叠加在一起形成透明空气膜，使光在两个介质之间形成干涉条纹。
具体的原理如下：1. 当平凸透镜与平板玻璃叠加在一起时，透明空气膜的厚度逐渐变化，造成入射光在介质之间发生相位差。
2. 光在空气膜表面反射后，根据反射定律，反射光的相位相对于入射光相差180度。
3. 当光线从透明空气膜中正反射回来后，两束光线会发生干涉现象。
4. 在透明空气膜上，干涉现象会形成一系列同心圆环，即牛顿环。
二、实验流程下面将详细介绍牛顿环测透镜曲率半径的实验流程：1. 实验器材准备准备一台单色光源，如汞灯或钠灯。
配备一个可移动的望远镜、一个平凸透镜、一个平板玻璃以及一块白色纸片。
2. 装置搭建将透明玻璃平板放在平面上，然后将平凸透镜倒置放在平板上，使其与平板紧密贴合。
保证两者之间没有气泡或其他杂质。
3. 调整光源和望远镜将光源放置在与平凸透镜同一侧，使光线通过平凸透镜。
然后将望远镜对准透镜区域，调整望远镜的焦距和角度，保证牛顿环能够清晰可见。
4. 观察牛顿环通过望远镜观察牛顿环的形成。
可以看到一系列同心圆环，其中心位置较暗，逐渐向外变亮。
5. 测量牛顿环的直径使用尺子或显微镜目镜，测量并记录每个牛顿环的直径。
最好选择直径较大的环进行测量，以提高测量精度。
6. 计算透镜的曲率半径利用牛顿环的半径和透镜的厚度，可以通过一定的数学公式计算出透镜的曲率半径。
根据实验数据，进行计算并得出最终结果。
三、实验注意事项在进行牛顿环测透镜曲率半径实验时，需要注意以下几点：1. 实验环境要求相对静止，避免外界的振动和干扰对实验结果的影响。
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，加深对光的波动性的认识。
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、牛顿环的形成将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块平面玻璃上，在透镜的凸面与玻璃之间形成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此装置上时，在空气薄层的上、下表面反射的两束光将产生干涉。
由于空气薄层的厚度从中心到边缘逐渐增加，所以在与接触点等距离的圆周上，各点的空气层厚度相同，从而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。
2、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，即：＼＼begin{align}＼Delta ＝ 2d_m ＋＼frac{＼lambda}｛2} ＆＝（2m ＋ 1)＼frac{＼lambda}｛2}＼＼2d_m ＆＝ m\lambda＼end{align}＼又因为＄d_m ＝ R ＼sqrt{R^2 r_m^2}＄，且在＄r_m ＼ll R$ 的情况下，可近似认为＄d_m ＝＼frac{r_m^2}｛2R}＄，所以：＼＼begin{align}＼frac{r_m^2}｛2R} ＆＝ m\lambda\＼R ＆＝＼frac{r_m^2}｛2m\lambda}＼end{align}＼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，使镜筒由最低位置缓缓上升，直到能看清牛顿环。
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，依次经过第＄30$ 到第＄10$ 暗环，并记录每经过一个暗环时的位置读数。
继续转动测微鼓轮，使十字叉丝越过中心向右移动，同样记录第＄10$ 到第＄30$ 暗环的位置读数。
用牛顿环测量透镜的曲率半径实验报告
一、实验名称：用牛顿环测量透镜的曲率半径二、实验目的：1、观察光的等厚干涉现象，了解干涉条纹特点。
2、利用干涉原理测透镜曲率半径。
3、学习用逐差法处理实验数据的方法。
三、实验仪器：牛顿环装置（其中透镜的曲率未知）、钠光灯（波长为589.3nm）、读数显微镜（附有反射镜）。
四、实验原理：将一块曲率半径R较大的平凸透镜的凸面放在一个光学平板玻璃上，使平凸透镜的球面AOB与平面玻璃CD面相切于O点，组成牛顿环装置，如图所示，则在平凸透镜球面与平板玻璃之间形成一个以接触点O为中心向四周逐渐增厚的空气劈尖。
当单色平行光束近乎垂直地向AB面入射时，一部分光束在AOB面上反射，一部分继续前进，到COD面上反射。
这两束反射光在AOB面相遇，互相干涉，形成明暗条纹。
由于AOB面是球面，与O点等距的各点对O点是对称的，因而上述明暗条纹排成如图所示的明暗相间的圆环图样，在中心有一暗点（实际观察是一个圆斑），这些环纹称为牛顿环。
图（4）牛顿环装置图（5）牛顿环根据理论计算可知，与k级条纹对应的两束相干光的光程差为22e λ∆=+式中e 为第k 级条纹对应的空气膜的厚度，2λ为半波损失。
由干涉条件可知，当(21)(0,1,2,3,)2k k λ∆=+=⋯时，干涉条纹为暗条纹。
即解得2e kλ= (2) 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e ，由图4所示几何关系可得()2222222R R e r R Re e r =-+=-++ 由于R e >>，则2e 可以略去。
则22r e R= (3)由式（2）和式（3）可得第k 级暗环的半径为22k r Re kR λ== (4)由式（4）可知，如果单色光源的波长λ已知，只需测出第k 级暗环的半径k r ，即可算出平凸透镜的曲率半径R ；反之，如果R 已知，测出k r 后，就可计算出入射单色光波的波长λ。
但是由于平凸透镜的凸面和光学平玻璃平面不可能是理想的点接触；接触压力会引起局部弹性形变，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等因素的存在使得在光程差公式中附加了一项。
牛顿环测曲率半径
牛顿环测曲率半径Newton ring experiment牛顿环是牛顿在1675年观察到的，到19世纪初由科学家杨氏用光的波动理论解释了牛顿环干涉现象。
【实验目的】理解光的干涉 使用读数显微镜 牛顿环干涉法测量曲率半径【实验原理】空气薄层 明暗相间、内疏外密的同心圆环干涉图象 等厚干涉干涉条纹形成条件为：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+==+= 为暗环 为明环2)12(22λδλδλδK K dK Kλλλ)(4)(2222?2n m D D n m r r R K r R nm n m K --=--=−→−=【仪器介绍】读数显微镜、钠灯、牛顿环牛顿环【实验内容】1.按要求布置好器件；2.观测牛顿环干涉条纹：调节目镜筒上的45°平板玻璃，使光垂直照在平凸透镜装置上，牛顿环放到载物平台上，调节目镜焦距清晰地看到十字叉丝和黄色背景，然后由下向上移动显微镜镜筒看清牛顿干涉环；3.测量牛顿环直径：取m =24，n=15,转动测微手轮使十字叉丝向左移动到第27环，再倒回到24环，使十字叉丝与暗环的左侧相切,读出x 24左，逐条依次测量x 24左，直到读出x 15左，继续向原方向转动测微手轮，越过牛顿环的中心区域至第15环（右侧相切），读出x 15右，直至x 24右。
将数据填入绘制的表格中。
右右右左左左 242315152324,,...,;,...,,x x x x x x ↔ 注意：① 十字叉丝跟暗环相切； ② 十字叉丝尽量过圆心；③ 中心明环或暗环的环序数K=0；④ 读数跟螺旋测微计一样，估读到0.001mm 。
【数据处理及误差计算】①计算||右左K K K x x D -=②采用逐差法192418231722162115205,22 （课堂完成） =--n m D D n m ③求22nm D D -. ④代入公式λ)(422n m D D R n m --=，其中589.30nm =λ求出R .⑤用书本上的第六页公式0-12求)(22n m D D -的不确定度22nm D D -∆，其中n=5,t=1.14. ⑥把22n m D D -∆代入公式λ)(422n m R n m D D -∆=∆-，得出不确定度. ⑦求得结果R R R ∆±=. ⑧计算百分差%100)(⨯-=标标R R r δ 【注意事项】1.测量时只能往一个方向缓慢转动读数显微镜的测微手轮，不可反转，以免带来空程差。
用牛顿环测量透镜的曲率半径实验报告
一、实验名称：用牛顿环测量透镜的曲率半径二、实验目的：1、观察光的等厚干涉现象，了解干涉条纹特点。
2、利用干涉原理测透镜曲率半径。
3、学习用逐差法处理实验数据的方法。
三、实验仪器：牛顿环装置（其中透镜的曲率未知）、钠光灯（波长为589.3nm）、读数显微镜（附有反射镜）。
四、实验原理：将一块曲率半径R较大的平凸透镜的凸面放在一个光学平板玻璃上，使平凸透镜的球面AOB与平面玻璃CD面相切于O点，组成牛顿环装置，如图所示，则在平凸透镜球面与平板玻璃之间形成一个以接触点O为中心向四周逐渐增厚的空气劈尖。
当单色平行光束近乎垂直地向AB面入射时，一部分光束在AOB面上反射，一部分继续前进，到COD面上反射。
这两束反射光在AOB面相遇，互相干涉，形成明暗条纹。
由于AOB面是球面，与O点等距的各点对O点是对称的，因而上述明暗条纹排成如图所示的明暗相间的圆环图样，在中心有一暗点（实际观察是一个圆斑），这些环纹称为牛顿环。
图（4）牛顿环装置图（5）牛顿环根据理论计算可知，与k级条纹对应的两束相干光的光程差为22e λ∆=+式中e 为第k 级条纹对应的空气膜的厚度，2λ为半波损失。
由干涉条件可知，当(21)(0,1,2,3,)2k k λ∆=+=⋯时，干涉条纹为暗条纹。
即 解得 2e k λ= (2) 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e ，由图4所示几何关系可得()2222222R R e r R Re e r =-+=-++由于R e >>，则2e 可以略去。
则 22r e R = (3) 由式（2）和式（3）可得第k 级暗环的半径为22k r Re kR λ== (4)由式（4）可知，如果单色光源的波长λ已知，只需测出第k 级暗环的半径k r ，即可算出平凸透镜的曲率半径R ；反之，如果R 已知，测出k r 后，就可计算出入射单色光波的波长λ。
但是由于平凸透镜的凸面和光学平玻璃平面不可能是理想的点接触；接触压力会引起局部弹性形变，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等因素的存在使得在光程差公式中附加了一项。
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。
牛顿环测透镜曲率半径实验的实用性探究
牛顿环测透镜曲率半径实验的实用性探究为了研究透镜的性质和特征，牛顿环测透镜曲率半径实验是一种常用的实验方法。
本文将探讨该实验的实用性及其在透镜研究中的应用。
一、实验原理牛顿环测透镜曲率半径实验利用牛顿环的亮暗干涉现象，通过观察干涉图案的形状和尺寸，可以计算出透镜的曲率半径。
实验装置由一台单色光源、一块透镜和一块将光线反射到感光屏上的玻璃片构成。
当光线穿过透镜并在感光屏上形成干涉环时，根据干涉环的直径与透镜参数之间的关系，可以计算出透镜的曲率半径。
二、实验步骤1. 准备实验装置：将玻璃片放在透镜和感光屏之间，确保透镜能够与玻璃片接触。
2. 调整实验装置：调整光源和透镜的位置，使得光线能够穿过透镜并在感光屏上形成干涉环。
3. 观察干涉图案：通过目镜观察感光屏上的干涉图案，记录下不同颜色的牛顿环的直径。
4. 计算曲率半径：根据所观察到的干涉环的直径，利用适当的公式计算出透镜的曲率半径。
三、实验实用性探究牛顿环测透镜曲率半径实验具有以下实用性：1. 精确性：牛顿环测量方法对透镜曲率半径的测量非常准确，可以获得相对精确的结果。
这对于研究透镜的特性和性能具有重要意义。
2. 直观性：通过观察干涉图案，可以直观地了解透镜的性质。
干涉环的直径和形状反映了透镜的曲率半径，这使得实验结果易于理解和解释。
3. 高效性：牛顿环测量方法操作简单，只需要常用的实验装置和具备一定实验基础的操作技巧，可以快速获得透镜曲率半径的数据。
这大大提高了实验效率。
四、实验应用牛顿环测透镜曲率半径实验在透镜研究中具有广泛的应用，主要体现在以下几个方面：1. 透镜制造：通过测量透镜的曲率半径，可以确保透镜的精度要求，指导透镜的加工生产过程。
2. 透镜验收：透镜的曲率半径是透镜质量的一个重要指标，通过牛顿环测量可以判断透镜是否符合设计要求。
3. 透镜研究：通过测量不同类型透镜的曲率半径，可以深入了解透镜的特性和透镜组件的工作原理，为透镜应用提供理论支持。