A. 用牛頓環測球面的曲率半徑
你找對人了,我是教師,先來回答你前邊幾個問題吧,後邊的我看不太明白,也不好表達。
1:如果以米為單位,一般要求小數點後邊保留三位。而且一般待測得牛頓環R的范圍大概在幾米的數量級上,我們實驗室所用的理論值為1.500米。
2:牛頓環裝置有兩種,反射的(從正面看)和透射的(從背面看),理論上講,反射的中間應是暗點(實際多為暗斑),透射的中間應為亮點(實際為亮斑)
。如果你是反射型的,而中間又是亮點,原因多為螺釘上的過緊(重新松開,再輕輕固定緊即可),或者是接觸點上有塵埃(可找老師用擦鏡紙處理)。
3:先利用已知波長數據的單色光去求出曲率半徑(這一步時間主要花費在測量暗條紋的直徑上)。再把第二次相關的直徑測量的數據一起帶入公式中,即可求出波長,因為此時,只有波長是未知量。
B. 跪求牛頓環實驗論文
牛頓環實驗裝置:讀數顯微鏡(JCD3型)
牛頓環裝置
鈉光燈
牛頓環的原理:牛頓環實驗裝置通常是由光學玻璃製成的一個平面和一個曲率半徑較大(實驗測算數據為1.2452
+
0.0062m)的球面組成,在兩個表面之間形成一劈尖狀空氣薄層,薄層由凸透鏡與平面鏡的接觸點向四周逐漸的增厚。當凸面向下放置,當單色光垂直入射時,在透鏡的凸表面相遇時就會發生干涉現象,空氣膜厚度相同的地方形成相同的干涉條紋,這種干涉稱作等厚干涉。在干涉條紋是以接觸點為中心的一系列明暗相間的同心圓環,稱牛頓環。
牛頓環的形成由於凸透鏡凸表面空氣層一點處的反射光和玻璃板表面空氣層一點的反射光在相遇點處發生干涉,在該處產生等厚干涉條紋。按照波動理論,設形成牛頓環處空氣薄層厚度為d兩束相干光的光程差為:△d=2d
+
λ/
2
=
kλ。
C. 牛頓環實驗報告
牛頓環實驗報告
一、【實驗目的】
(1)用牛頓環觀察和分析等厚干涉現象; (2)學習利用干涉現象測量透鏡的曲率半徑; (3)學會使用讀數顯微鏡測距。 【實驗原理】
在一塊平面玻璃上安放上一焦距很大的平凸透鏡,使其凸面與平面相接觸,在接觸點附近就形成一層空氣膜。當用一平行的准單色光垂直照射時,在空氣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,形成以接觸點為圓心的明暗相間的環狀干涉圖樣,
稱為牛頓環,其光路示意圖如圖。
如果已知入射光波長,並測得第k級暗環的半徑
rk,則可求得透鏡
的曲率半徑R。但實際測量時,由於透鏡和平面玻璃接觸時,接觸點有壓力產生形變或有微塵產生附加光程差,使得干涉條紋的圓心和環級確定困難。用直徑此為計算R用的公式,它與附加厚光程差、圓心位置、絕對級次無
DD關,克服了由這些因素帶來的系統誤差,並且m、n可以是弦長。
二、【實驗儀器】
JCD3型讀數顯微鏡,牛頓環,鈉光燈,凸透鏡(包括三爪式透鏡夾和固定滑座)。 【實驗內容】 1、調整測量裝置
按光學實驗常用儀器的讀數顯微鏡使用說明進行調整。調整時注意:
(1)調節45玻片,使顯微鏡視場中亮度最大,這時,基本上滿足入射光垂直於透鏡的要求(下部反光鏡不要讓反射光到上面去)。
(2)因反射光干涉條紋產生在空氣薄膜的上表面,顯微鏡應對上表面調焦才能找到清晰的干涉圖像。
(3)調焦時,顯微鏡筒應自下而上緩慢地上升,直到看清楚干涉條紋時為止,往下移動顯微鏡筒時,眼睛一定要離開目鏡側視,防止鏡筒壓壞牛頓環。
(4)牛頓環三個壓緊螺絲不能壓得很緊,兩個表面要用擦鏡紙擦拭乾凈。 2、觀察牛頓環的干涉圖樣
(1)調整牛頓環儀的三個調節螺絲,在自然光照射下能觀察到牛頓環的干涉圖樣,並將干涉條紋的中心移到牛頓環儀的中心附近。調節螺絲不能太緊,以免中心暗斑太大,甚至損壞牛頓環儀。
(2)把牛頓環儀置於顯微鏡的正下方,使單色光源與讀數顯微鏡上45?角的反射透明玻璃片等高,旋轉反射透明玻璃 ,直至從目鏡中能看到明亮均勻的光照。
(3)調節讀數顯微鏡的目鏡,使十字叉絲清晰;自下而上調節物鏡直至觀察到清晰的干涉圖樣。移動牛頓環儀,使中心暗斑(或亮斑)位於視域中心,調節目鏡系統,使叉絲橫絲與讀數顯微鏡的標尺平行,消除視差。平移讀數顯微鏡,觀察待測的各環左右是否都在讀數顯微鏡的讀數范圍之內。
3、測量牛頓環的直徑
(1)選取要測量的m和n(各5環),如取m為55,50,45,40,35,n為30,25,20,15,10。
(2)轉動鼓輪。先使鏡筒向左移動,順序數到55環,再向右轉到50 環,使叉絲盡量對准干涉條紋的中心,記錄讀數。然後繼續轉動測微鼓輪,使叉絲依次與45,40,35,30,25,20,15,10,環對准,順次記下讀數;再繼續轉動測微鼓輪,使叉絲依次與圓心右10,15,20,25,30,35,40,45,50,55環對准,也順次記下各環的讀數。注意在一次測量過程中,測微鼓輪應沿一個方向旋轉,中途不得反轉,以免引起回程差。
4、算出各級牛頓環直徑的平方值後,用逐差法處理所得數據,求出 直徑平方差的平均值代入公式求出透鏡的曲率半徑,並算出誤差。 . 注意:
(1)近中心的圓環的寬度變化很大,不易測准,故從K=lO左右開始比較好; (2)m-n應取大一些,如取m-n=25左右,每間隔5條讀一個數。
(3)應從O數到最大一圈,再多數5圈後退回5圈,開始讀第一個數據。 (4)因為暗紋容易對准,所以對准暗紋較合適。 ,
(5)圈紋中心對准叉絲或刻度尺的中心,並且當測距顯微鏡移動時,叉絲或刻度尺的 某根線與圈紋相切(都切圈紋的右邊或左邊)。 【數據記錄與處理】
D. 牛頓環法測曲率半徑的實驗報告
一、實驗名稱:
用牛頓環測量透鏡的曲率半徑
二、實驗目的:
1、觀察光的等厚干涉現象,了解干涉條紋特點。
2、利用干涉原理測透鏡曲率半徑。
3、學慣用逐差法處理實驗數據的方法。
三、實驗儀器:
牛頓環裝置(其中透鏡的曲率未知)、鈉光燈(波長為589.3nm)、讀數顯微鏡(附有反射鏡)。
四、實驗原理:
將一塊曲率半徑R較大的平凸透鏡的凸面放在一個光學平板玻璃上,使平凸透鏡的球面AOB與平面玻璃CD面相切於O點,組成牛頓環裝置,如圖所示,則在平凸透鏡球面與平板玻璃之間形成一個以接觸點O為中心向四周逐漸增厚的空氣劈尖。當單色平行光束近乎垂直地向AB面入射時,一部分光束在AOB面上反射,一部分繼續前進,到COD面上反射。這兩束反射光在AOB面相遇,互相干涉,形成明暗條紋。由於AOB面是球面,與O點等距的各點對O點是對稱的,因而上述明暗條紋排成如圖所示的明暗相間的圓環圖樣,在中心有一暗點(實際觀察是一個圓斑),這些環紋稱為牛頓環。
五、實驗步驟
1、調整測量裝置
(1)用眼睛在牛頓環裝置上方觀察,若環中心不是黑斑或黑斑偏離中部太遠,可以輕輕對牛頓環框架螺釘進行調節(切勿用力過大,以免損壞透鏡)。
(2)啟動鈉光燈,讓讀數顯微鏡上的45°反射片對著鈉光燈,然後調節反射片的傾斜度(實驗用的顯微鏡已裝在物鏡頭上),使顯微鏡視場中亮度最大。
(3)將顯微鏡對准牛頓環裝置正表面調焦,找到清晰的牛頓環,注意調焦時使物鏡接近牛頓環裝置(不要相碰),緩慢扭動調節手輪,使顯微鏡自下而上緩慢地上升,直到看清楚干涉條紋為止。
(4)輕輕地移動牛頓環裝置的位置,使條紋中心大致對准叉絲,且當測微手輪轉動移動叉絲時,叉絲與圓環相切。如叉絲傾斜可調節顯微鏡的目鏡筒。調節後,在實驗過程中不能再動牛頓環裝置。
2、觀察干涉條紋的分布特徵:
注意觀察當環心暗紋和叉絲左右移動時條紋間隔的變化,並注意條紋級數的計算。
3、測量牛頓環的直徑:
從環心(暗斑)開始,轉動測微手輪。一邊轉動,一邊數出暗紋的級數。例如,數到第m+2環後,反方向轉動測微手輪,使十字叉絲交點對准第m條暗紋的中間,從顯微鏡的主尺和測微手輪上的游標刻度記下讀數。
E. 牛頓環實驗,後面數據是多少
各環的半徑為
k
k
k
x
x
r
2
1
.取環序差
10
1
2
m
m
,再用逐差法處理數據,可得
,
,
,
2
12
2
22
10
2
4
2
14
2
2
3
2
13
1
r
r
r
r
r
r
(5)
將
的平均值及鈉黃光的平均波長
589.3
nm
代人式
(5)
,即可算出透鏡的曲率半徑
R
,並計算其標准不確定
度.
2
.注意事項
(1)
牛頓環的干涉環兩側的環序數不要數錯.
(2)
防止實驗裝置受震引起干涉環紋的變化.
(3)
防止移測顯微鏡
的「回程誤差」移測時必須向同一方向旋轉顯黴鏡驅動絲桿的轉盤,不許倒轉.
(4)
由於牛頓環的干涉條紋有
一定的粗細度,為了准確測量干涉環的直徑,可採用目鏡瞄準用直線與圓心兩側的干涉環圓弧分別內切、外切
的方法以消除干涉環粗細度的影響.
【數據表格】
(畫出數據表格,寫明物理量和單位)
D =
讀數
1
-
讀數
2
次數
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
環左
20
19
18
17
16
10
9
8
7
6
讀數
1
mm
/
23.204
23.112
23.040
22.942
22.859
22.262
22.144
22.033
21.892
21.754
環右
20
19
18
17
16
10
9
8
7
6
讀數
2
mm
/
16.720
16.799
16.886
16.974
17.060
17.672
17.784
17.906
18.048
18.189
mm
D
/
6.484
6.313
6.154
5.968
5.799
4.600
4.360
4.127
3.844
3.564
【數據處理及結果】
n
m
D
D
R
n
m
2
2
4
1
,
nm
3
.
589
mm
mm
D
D
R
89
.
885
10
10
10
3
.
589
10
20
4
F. 大學物理實驗都有哪些
大學物理實驗有:楊氏模量,邁克爾遜干涉儀,全息照相,衍射光柵,單縫衍射,光電效應,用分光計測量玻璃折射率,透鏡組基點的測量,測量波的傳播速度,密里根油滴實驗,模擬示波器的使用,磁電阻巨磁電阻測量,半導體電光光電器件特性測量、等厚干涉
1、楊氏模量
楊氏模量是描述固體材料抵抗形變能力的物理量。當一條長度為L、截面積為S的金屬絲在力F作用下伸長ΔL時,F/S叫應力,其物理意義是金屬絲單位截面積所受到的力;ΔL/L叫應變,其物理意義是金屬絲單位長度所對應的伸長量。
2、邁克爾遜干涉儀
邁克爾遜干涉儀,是1881年美國物理學家邁克爾遜和莫雷合作,為研究「以太」漂移而設計製造出來的精密光學儀器。它是利用分振幅法產生雙光束以實現干涉。
3、等厚干涉
等厚干涉是由平行光入射到厚度變化均勻、折射率均勻的薄膜上、下表面而形成的干涉條紋.薄膜厚度相同的地方形成同條干涉條紋,故稱等厚干涉.(牛頓環和楔形平板干涉都屬等厚干涉.)
4、示波器的使用
波器利用狹窄的、由高速電子組成的電子束,打在塗有熒光物質的屏面上,就可產生細小的光點(這是傳統的模擬示波器的工作原理)。
5、電橋法測電阻
採用典型的四線制測量法。以期提高測量電阻(尤其是低阻)的准確度。程式控制恆流源、程式控制前置放大器、A/D轉換器構成了測量電路的主體。中央控制單元通過控制恆流源給外部待測負載施加一個恆定、高精度的電流,然後,將所獲得的數據(包括測試電壓、當前的測試電流等)進行處理,得到實際電阻值。
G. 牛頓環直徑怎麼算
一般情況下,牛頓環實驗的公式:就是R=(Dm-Dn)/ 4(m-n)λ。m和n都是表示級數,D是直徑,λ當然是波長。
光的一種干涉圖樣,是一些明暗相間的同心圓環。例如用一個曲率半徑很大的凸透鏡的凸面和一平面玻璃接觸,在日光下或用白光照射時,可以看到接觸點為一暗點,其周圍為一些明暗相間的彩色圓環。
定義
在牛頓環的示意圖1上,下部為平面玻璃(平晶),A為平凸透鏡,其曲率中心為O,在二者中部接觸點的四周則是平面玻璃與凸透鏡所夾的空氣氣隙。
當平行單色光垂直入射於凸透鏡的平表面時。在空氣氣隙的上下兩表面所引起的反射光線形成相干光。光線在氣隙上下表面反射(一是在光疏媒質面上反射,一是在光密媒質面上反射)。
H. 實驗室測得的牛頓環曲率半徑大概是多少啊還有誤差大概是多少啊請高手幫幫忙!
不同規格的就有不同的半徑。
一般實驗室理論值1.500米。
如果只是為了驗證牛頓環的基本原理進行簡單的實驗,誤差不超過20%就行。
明環半徑 r=根號下((k - 1/2)Rλ) k=1,2,3.... 暗環半徑 r=根號下(kRλ) k=0,1,2,... 其中k代表第幾條牛頓環,R代表凸透鏡的曲率半徑,由公式可知 R 越大環的半徑越大。(R越小則凸透鏡彎曲的越厲害)λ越大半徑也越大。
(8)牛頓環實驗裝置規格擴展閱讀:
一、牛頓環應用:
1、判斷透鏡表面凸凹、精確檢驗光學元件表面質量、測量透鏡表面曲率半徑和液體折射率。
2、在加工光學元件時,廣泛採用牛頓環的原理來檢查平面或曲面的面型准確度。
3、應用於光譜儀、把復合光分離成單色光的組成。
二、牛頓環實驗:
1、取來兩塊玻璃體,一塊是14英尺望遠鏡用的平凸鏡,另一塊是50英尺左右望遠鏡用的大型雙凸透鏡。在雙凸透鏡上放上平凸鏡,使其平面向下,當把玻璃體互相壓緊時,就會在圍繞著接觸點的周圍出現各種顏色,形成色環。於是這些顏色又在圓環中心相繼消失。
2、在壓緊玻璃體時,在別的顏色中心最後現出的顏色,初次出現時看起來像是一個從周邊到中心幾乎均勻的色環,再壓緊玻璃體時,這色環會逐漸變寬,直到新的顏色在其中心現出。
3、如此繼續下去,第三、第四、第五種以及跟著的別種顏色不斷在中心現出,並成為包在最內層顏色外面的一組色環,最後一種顏色是黑點。反之,如果抬起上面的玻璃體,使其離開下面的透鏡,色環的直徑就會偏小,其周邊寬度則增大,直到其顏色陸續到達中心,後來它們的寬度變得相當大,就比以前更容易認出和訓別它們的顏色了。
I. 實驗室用牛頓環測透鏡曲率半徑大約是多少
測量結果表示:R=1.8946m ,E=4.62%。
用一個曲率半徑很大的凸透鏡的凸面和一平面玻璃接觸,在日光下或用白光照射時,可以看到接觸點為一暗點,其周圍為一些明暗相間的彩色圓環;而用單色光照射時,則表現為一些明暗相間的單色圓圈。
這些圓圈的距離不等,隨離中心點的距離的增加而逐漸變窄。它們是由球面上和平面上反射的光線相互干涉而形成的干涉條紋。
(9)牛頓環實驗裝置規格擴展閱讀:
物距越小,像距越大,實像越大。物體放在焦點之內,在凸透鏡同一側成正立放大的虛像。物距越小,像距越小,虛像越小。
牛頓還用水代替空氣,從而觀察到色環的半徑將減小。他不僅觀察了白光的干涉條紋,而且還觀察了單色光所呈現的明間相間的干涉條紋。
牛頓環裝置常用來檢驗光學元件表面的准確度.如果改變凸透鏡和平板玻璃間的壓力,能使其間空氣薄膜的厚度發生微小變化,條紋就會移動。用此原理可以精密地測定壓力或長度的微小變化。
J. 什麼是牛頓環
什麼是牛頓環?
頓環 又稱「牛頓圈[1]」。在光學上,牛頓環是一個薄膜干涉現象。光的一種干涉圖樣,是一些明暗相間的同心圓環。例如用一個曲率半徑很大的凸透鏡的凸面和一平面玻璃接觸,在日光下或用白光照射時,可以看到接觸點為一暗點,其周圍為一些明暗相間的彩色圓環;而用單色光照射時,則表現為一些明暗相間的單色圓圈。這些圓圈的距離不等,隨離中心點的距離的增加而逐漸變窄。它們是由球面上和平面上反射的光線相互干涉而形成的干涉條紋。在加工光學元件時,廣泛採用牛頓環的原理來檢查平面或曲面的面型准確度。在牛頓環的示意圖上,B為底下的平面玻璃,A為平凸透鏡,其與平面玻璃的接觸點為O,在O點的四周則是平面玻璃與凸透鏡所夾的空氣氣隙。當平行單色光垂直入射於凸透鏡的平表面時。在空氣氣隙的上下兩表面所引起的反射光線形成相干光。光線在氣隙上下表面反射(一是在光疏媒質面上反射,一是在光密媒質面上反射)。
一種光的干涉圖樣.是牛頓在1675年首先觀察到的.將一塊曲率半徑較大的平凸透鏡放在一塊玻璃平板上,用單色光照射透鏡與玻璃板,就可以觀察到一些明暗相同的同心圓環.圓環分布是中間疏、邊緣密,圓心在接觸點O.從反射光看到的牛頓環中心是暗的,從透射光看到的牛頓環中心是明的.若用白光入射.將觀察到彩色圓環.牛頓環是典型的等厚薄膜干涉.平凸透鏡的凸球面和玻璃平板之間形成一個厚度均勻變化的圓尖劈形空氣簿膜,當平行光垂直射向平凸透鏡時,從尖劈形空氣膜上、下表面反射的兩束光相互疊加而產生干涉.同一半徑的圓環處空氣膜厚度相同,上、下表面反射光程差相同,因此使干涉圖樣呈圓環狀.這種由同一厚度薄膜產生同一干涉條紋的干涉稱作等厚干涉.
牛頓在光學中的一項重要發現就是"牛頓環"。這是他在進一步考察胡克研究的肥皂泡薄膜的色彩問題時提出來的。
具體的, 牛頓環實驗是這樣的:取來兩塊玻璃體,一塊是14英尺望遠鏡用的平凸鏡,另一塊是50英尺左右望遠鏡用的大型雙凸透鏡。在雙凸透鏡上放上平凸鏡,使其平面向下,當把玻璃體互相壓緊時,就會在圍繞著接觸點的周圍出現各種顏色,形成色環。於是這些顏色又在圓環中心相繼消失。在壓緊玻璃體時,在別的顏色中心最後現出的顏色,初次出現時看起來像是一個從周邊到中心幾乎均勻的色環,再壓緊玻璃體時,這色環會逐漸變寬,直到新的顏色在其中心現出。如此繼續下去,第三、第四、第五種以及跟著的別種顏色不斷在中心現出,並成為包在最內層顏色外面的一組色環,最後一種顏色是黑點。反之,如果抬起上面的玻璃體,使其離開下面的透鏡,色環的直徑就會偏小,其周邊寬度則增大,直到其顏色陸續到達中心,後來它們的寬度變得相當大,就比以前更容易認出和訓別它們的顏色了。
牛頓測量了六個環的半徑(在其最亮的部分測量),發現這樣一個規律:亮環半徑的平方值是一個由奇數所構成的算術級數,即1、3、5、7、9、11,而暗環半徑的平方值是由偶數構成的算術級數,即2、4、6、8、10、12。例凸透鏡與平板玻璃在接觸點附近的橫斷面,水平軸畫出了用整數平方根標的距離:√1=1√2=1.41,√3=1.73,√4=2,√5=2.24等等。在這些距離處,牛頓觀察到交替出現的光的極大值和極小值。從圖中看到,兩玻璃之間的垂直距離是按簡單的算術級數,1、2、3、4、5、6……增大的。這樣,知道了凸透鏡的半徑後,就很容易算出暗環和亮環處的空氣層厚度,牛頓當時測量的情況是這樣的:用垂直入射的光線得到的第一個暗環的最暗部分的空氣層厚度為1/189000英寸,將這個厚度的一半乘以級數1、3、5、7、9、11,就可以給出所有亮環的最亮部分的空氣層厚度,即為1/1......一帆風順吉星到 萬事如意福臨門 財源廣進