牛頓環實驗裝置的簡化

Ⅰ 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。

Ⅱ 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。

Ⅲ 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。

Ⅳ 牛頓的環是什麼原理

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。

(4)牛頓環實驗裝置的簡化擴展閱讀：

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。

Ⅳ 牛頓環原理是什麼

牛頓環，又稱「牛頓圈」。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。

牛頓環實驗

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。

Ⅵ 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。

Ⅶ 怎樣調節出清晰的牛頓環

1. 調節牛頓環儀。調節牛頓環儀的三個螺絲，使牛頓環面上出現清晰細小的同心圓環且位於圓框中心。
2.，將牛頓環儀置於工作檯面上，使其正對著顯微鏡，通過轉動調焦螺絲，使顯微鏡下降，盡量接近但不接觸牛頓環儀。
3. 緩緩旋動目鏡，使鏡筒內的十字叉絲清晰可見。
4. 把鈉燈放在顯微鏡正前方約20cm處。打開鈉燈開關，預熱10 min。待發出明亮的黃光後，調節物鏡下方的反光鏡方向。當在讀數顯微鏡的視場中看到一片明亮的黃光時，就表明有一束平行單色光垂直照射到牛頓環儀上。
5. 一邊通過目鏡觀察牛頓環儀形成的牛頓環，一邊緩緩轉動調焦螺絲提升顯微鏡，使干涉條紋清晰。若看到的牛頓環中心與十字叉絲中心不重合，可輕輕移動牛頓環儀，使二者重合。
6. 轉動讀數鼓輪，使十字叉絲向右移動，直到十字叉絲豎線對准第35暗環線為止(即相切)。然後反轉讀數鼓輪，使十字叉絲豎線對准第30暗環線，開始記錄位置讀數。
7. 沿相同方向，繼續轉動讀數鼓輪，使十字叉絲豎線依次對准第29，28，27，26，25，15，14，13，12，11，10暗環線，記錄各環直徑右端相應的位置讀數。
8. 沿相同方向繼續轉動讀數鼓輪，使十字叉絲通過環心後，依次對准第10，11，12，13，14，15，25，26，27，28，29，30暗環線的中心，讀記各環直徑左端的位置讀數。
9. 計算出R的不確定度和相對誤差E 。

Ⅷ 牛頓環實驗步驟

牛頓環實驗步驟：

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。

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。

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，...

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，， X3...

算出相應的暗環直徑，再計算R20-10， R25-15， R30-20，最後算出R即可。

Ⅸ 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.

Ⅹ 什麼是牛頓環

牛頓環
開放分類： 自然科學

又稱「牛頓圈」。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1/178000,3/178000,5/178000,7/178000……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。