牛頓環實驗的裝置

❶ 牛頓環干涉實驗怎麼做呀

1、接通鈉燈預熱
2、調整牛頓環裝置使牛頓環基本位於裝置中心
3、將裝置放置在讀數顯微鏡筒下,鏡筒置於讀數標尺中央
4、鈉燈正常發光後,調節底座平台高度及反光玻璃使光可以垂直射到牛頓環上
5、調節物鏡轉輪,使能在目鏡中清晰地看到叉絲和牛頓環像
6、移動牛頓環裝置使中心暗斑位於視域中心,調節目鏡系統使叉絲交點大致位於牛頓環中心位置
7、測量與讀數.
一般是讀第40、35、30、25、20、15、10道暗紋的數值,左右都測量後相減得直徑/弦長,代入公式算得結果.

❷ 將牛頓環實驗裝置放到白光下觀察,此時的條紋有何特徵

牛頓環實驗裝置放到白光下觀察,此時的條紋是彩色條紋。
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．

❸ 牛頓環實驗中，產生中央條紋的兩束光光程差為多少中央條紋是亮紋還

一般實驗中使用的牛頓環裝置，在中央會是一個暗點。
因為一般的牛頓環版裝置是兩層玻璃加一層空權氣薄膜產生的薄膜干涉，反射光的光程差需要加上半波損失，所以當中心位置，波膜厚度為零的時候，正好對應的0級暗紋的條件。

但是，如果是三層不同的介質組成的牛頓環裝置，折射率依次增加或者減小，這樣產生的牛頓環，中心就會是一個亮點。

❹ 透射牛頓環的原理是什麼

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間的同心圓環．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1/178000,3/178000,5/178000,7/178000……它們的算術平均值2/178000,4/178000,6/178000……等則是暗環最暗部分的空氣層厚度.
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．
按理說,牛頓環乃是光的波動性的最好證明之一,可牛頓卻不從實際出發,而是從他所信奉的微粒說出發來解釋牛頓環的形成.他認為光是一束通過窨高速運動的粒子流,因此為了解釋牛頓環的出現,他提出了一個「一陣容易反射,一陣容易透射」的復雜理論.根據這一理論,他認為;「每條光線在通過任何折射面時都要進入某種短暫的狀態,這種狀態在光線得進過程中每隔一定時間又復原,並在每次復原時傾向於使光線容易透過下一個折射面,在兩次復原之間,則容易被下一個折射面的反射.」他還把每次返回和下一次返回之間所經過的距離稱為「陣發的間隔」.實際上,牛頓在這里所說的「陣發的間隔」就是波動中所說的「波長」.為什麼會這樣呢?牛頓卻含糊地說：「至於這是什麼作用或傾向,它就是光線的圓圈運動或振動,還是介質或別的什麼東西的圓圈運動或振動,我這里就不去探討了.」
因此,牛頓雖然發現了牛頓環,並做了精確的定量測定,可以說已經走到了光的波動說的邊緣,但由於過分偏愛他的微粒說,始終無法正確解釋這個現象.事實一,這個實驗倒可以成為光的波動說的有力證據之一.直到19世紀初,英國科學家托馬斯·楊才用光的波動說完滿地解釋了牛頓環實驗.

❺ 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】

❻ 對等厚干涉-牛頓環存在的問題

牛頓 環是典型的等厚干涉現象。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 較大的球面組成

❼ 牛頓環實驗干涉條紋離中心越遠,條紋越密

是的 牛頓環裝置是由一個曲率半徑相當大的平凸透鏡放在一平板玻璃板上組成的。平凸透鏡的凸面與平板玻璃之間的空氣層厚度從中心接觸點到邊緣逐漸增加。若將單色平行光垂直照射到牛頓環裝置上，則經空氣層上、下兩表面反射的兩束光就產生光程差，它們在平凸透鏡的凸面相遇後，將產生干涉。當用顯微鏡觀察時，可以清楚地看到一個中心是暗斑，而周圍許多明暗相同、間隔逐漸減小的同心環，這稱為牛頓環，它屬於等厚干涉條紋。

❽ 等厚干涉牛頓環實驗設計的原理在實驗裝置中是如何實現的

牛頓來環實驗是大學物理實自驗中理論和實驗結合得比較緊密的實驗，相關實驗原理在大學物理理論課上有相關的章節，如何依據原理完成測量是實驗要完成的任務，從而也體現了理論和實驗的側重點不同。牛頓環實驗中形成的是等厚干涉條紋，是以中心接觸點為圓心的同心圓，干涉條紋的半徑與干涉級數、入射光的波長以及平凸透鏡的曲率半徑有關，在已知入射光波長的情況下，可以通過測量不同級數的條紋半價來測量曲率半徑，實驗中為提高測量精度實際測量的是條紋直徑，並且考慮到條紋級數難以精確確定，對測量公式進行了一定的調整，盡管如此實驗最終直接測量還是不同序數的干涉條紋與左側以及右側相切時的位置，實驗裝置為了完成這個測量用的是讀數顯微鏡。

❾ 如何用牛頓環裝置來測透明液體的折射率

將牛頓環浸沒在透明液體里，這樣牛頓環的平凸透鏡和平玻璃板中間就不再是空氣專而是透明液體。既然屬你已經知道牛頓環是怎麼一回事，那麼就很容易理解了，通常牛頓環光程差2nd+λ/2中的n隱去不寫，是由於空氣折射率n=1，放入液體後n留著即可。聲光調制利用光在聲場中的衍射現象進行調制。當聲波傳入到介質中時，介質中存在著疏密波，介質的折射率也相應地發生周期性的變化，形成以聲波波長值為常數的等效相位光柵。當光束以一定的角度入射到此介質中時，光束即發生衍射（圖3）。衍射光的強度、頻率和方向都隨聲場的變化而變化。這樣，就可以實現光束的調制和偏轉。聲光衍射可分為喇曼-奈斯衍射和布喇格衍射兩種。後者衍射效率高,常被採用。聲光調制器通常由電聲換能器、聲光介質和吸聲裝置組成。聲光調制具有驅動功率低、光損耗小、消光比高等優點。