❶ 牛頓環實驗干涉條紋離中心越遠,條紋越密
因為上方是凸透鏡,距離中心越遠,與底部平板玻璃的間隔增加的速度(不是間隔本身而是間隔增加的速度)就越快,即,每增加一個波長的光程差,需要的半徑增加量就越少,條紋就越細密。
如果間隔增加的速度不變,條紋間隔就相等,即,劈尖。
❷ 牛頓環實驗思考題
1,牛頓環是等厚干涉,2nhcosα λ/2=mλ。所以當α入射角是一定的時候,對於相同厚度h,干涉級是一樣的,還是同心圓環。
2,沒看明白。啥意思?在透鏡下表面?
3,邊緣往下按,厚度減小,對應干涉級減小,牛頓環是中心干涉級小,所以是條紋向外移動。中心亮暗不變,應為對於h等於0,始終有m=1/2(半波損)使得中心始終是暗紋。
❸ 把牛頓環從空氣放入水中,用相同的單色光觀察到牛頓環變密
平凸透鏡慢慢地垂直向上移動,光程差增加,
從透鏡頂點與平面玻璃接觸到兩者距離為d的移動過程中,光程差增加了2d,
每變化一個波長,條紋數目變化一個,這是波動光學的基礎,
所以,移過視場中某固定觀察點的條紋數目等於2d/λ .
❹ 牛頓環實驗中將入射光換成白光,觀察到的條紋有什麼特徵,為什麼
由於白光是復合光,波長從400-760nm都有,所以如果用白光入射,牛頓環的各級明紋都會按波長不同展開形成光譜。各級明紋都會變成彩色的。
可以觀察到牛頓環裝置表面會有彩色的一圈圈環狀的干涉條紋。
❺ 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。
❻ 在牛頓環實驗中,反射光與透射光所形成的干涉條紋有什麼不同
反射光與透射光形成的干涉條紋是互補的,即反射干涉條紋是亮紋的地方對應的投射干涉條紋是暗紋,原因就在於光從光疏介質射到光密介質,在界面上發生反射,是有半波損失的。
實驗注意事項:
1、 聚焦時,G的位置距物鏡約為1厘米處,不要盲目操作,以免壓斷反光玻璃片。
2、 測量時不能振動,讀數顯微鏡不可搖晃,且勿數錯數。
3、 不可用手撫摸牛頓環儀光學表面,若不清潔,要用專門的揩鏡紙擦拭。
(6)如圖所示的牛頓環實驗裝置中擴展閱讀:
實驗內容要求:
1、 接通鈉光源,預熱5分鍾後,使讀數顯微鏡物鏡對准牛頓環的中央部分。
2、 調節讀數顯微鏡,看到清楚的明暗條紋,且條紋與叉絲無視差。
3、 將牛頓環調整在量程范圍內,然後用右手反轉副齒輪,將十字叉絲移到右35暗環時再用右手正轉,使叉絲開始向左推進。
直到縱絲壓到第30暗環環紋中央,記下顯微鏡讀數即該暗環標度X30,再緩慢轉動副齒輪,使縱絲依次對准第25、20、15、10等暗環環紋中央,記下每次暗環的標度X25, X20, X15, X10。
4、 繼續轉動副齒輪,使縱絲經過牛頓環中心暗斑到另一方,對准第10~30環,依次記下相應的標度X10,, X15,, X20,, X25,, X30,。
❼ 如圖所示,牛頓環裝置的平凸透鏡與平板玻璃有一小縫e。.現用波長為λ的單色光垂直照射,已知平凸透鏡的
設某暗環半徑為r,由圖可知,根據幾何關系,近似有:
①
再根據干涉減弱條件有:
②
式中k為大於零的整數.把式①代入式②可得:
(k為整數,且k>2e0 / l)
❽ 牛頓環實驗中 假如平玻璃板上有微小凸起 這時的牛頓環會發生什麼變化 為什麼
將局部外凸,因為同一條紋對應的薄膜厚度相同。光的干涉現象證實了光在傳播過程中具有波動性。
光的干涉現象在工程技術和科學研究方面有著廣泛的應用。獲得相干光的方法有兩種:分波陣面法(例如楊氏雙縫干涉、菲涅爾雙棱鏡干涉等)和分振幅法(例如牛頓環等厚干涉、邁克爾遜干涉儀干涉等)。
主要研究光的等厚干涉中的兩個典型干涉現象,即牛頓環和劈尖干涉,它們都是用分振幅方法產生的干涉,其特點是同一條干涉條紋處兩反射面間的厚度相等,故牛頓環和劈尖都屬於等厚干涉。在實際工作中,通常利用牛頓環來測量光波波長,檢查光學元件表面的光潔度、平整度和加工精度,利用劈尖來測量微小長度、薄膜的厚度和固體的熱膨脹系數等。
1、根據等厚干涉原理,厚度相同地方干涉現象相同,所以在玻璃平板突起處,由於其到牛頓環上表面空氣層處的厚度減小,所以該處的干涉條紋會相應地向中心內凹。
2、不能因為白光是復色光,不是單色光,干涉條紋的形狀等與入射光波長有關,白光波段覆蓋了咱們能看到的所有可見光波段,這樣沒法形成干涉。
❾ 牛頓環實驗思考題
樓主是南來京大學大一學生嗎?說不自准我們是同學喲,嘿嘿!
1.由於光的波動性,因此光不是絕對直線傳播的,總有光會漏到牛頓環裝置上的,所以能觀察到牛頓環,並且玻璃片角度越偏向45度,牛頓環越明顯(做實驗調試裝置時你就應該感覺到了)。
2.這個問題書上有公式(第273頁21-4),你抄一下公式就可以了。
3.畫一張光路圖,盡量精準一些,如果對自己的畫圖水平沒有信心,可以在書上第272頁圖21-1上方虛線框中的圖進行改造。(將曲率半徑擴大,在原圖上畫一幅光路圖就一切明了了。)答案是條紋向外移動。中心會變暗(實驗時把房間燈關掉觀察),因為第一圈亮環會向外移動,中心位置的暗斑面積擴大,接受光粒子的數量相應減少,亮度降低。
做一下最後總結:如果你是南京大學的學生,那麼你做的四個光學試驗中有兩個體現了光的粒子性,兩個體現了光的波動性。通過四個實驗,我們應該充分了解光粒子性與波動性的結合,即波粒二象性。
❿ 牛頓環裝置中,當平凸透鏡向上平移時,由反射光形成的牛頓環的條紋間隔變化呢,怎麼變,為什麼
凸透鏡和平板之間為空氣薄膜,當光線進入牛頓環儀時,在內部反射與折射,在平面玻璃和凸透鏡的折射點形成一個暗斑,當凸透鏡之間與平板之間有磨損時,接觸點變成一個圓面,以至於干涉條紋的序數不一定是條紋的級數.
磨損程度就是新的牛頓環儀測出來的曲率半徑減去被磨損的儀器測出來的曲率半徑之差除以新的譏旦罐稈忒飛閨時酣江儀器測出來的曲率半徑成百分之百。
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。
(10)如圖所示的牛頓環實驗裝置中擴展閱讀:
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。
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。
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。