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在牛顿环装置实验中

发布时间:2021-02-11 22:20:30

⑴ 等厚干涉牛顿环实验设计的原理在实验装置中是如何实现的

牛顿来环实验是大学物理实自验中理论和实验结合得比较紧密的实验,相关实验原理在大学物理理论课上有相关的章节,如何依据原理完成测量是实验要完成的任务,从而也体现了理论和实验的侧重点不同。牛顿环实验中形成的是等厚干涉条纹,是以中心接触点为圆心的同心圆,干涉条纹的半径与干涉级数、入射光的波长以及平凸透镜的曲率半径有关,在已知入射光波长的情况下,可以通过测量不同级数的条纹半价来测量曲率半径,实验中为提高测量精度实际测量的是条纹直径,并且考虑到条纹级数难以精确确定,对测量公式进行了一定的调整,尽管如此实验最终直接测量还是不同序数的干涉条纹与左侧以及右侧相切时的位置,实验装置为了完成这个测量用的是读数显微镜。

⑵ 牛顿环实验

因为有误差,在实验中适当误差是正常的,只要偏离的不是很远就行

⑶ 牛顿环实验中,其他实验过程不变,只是将实验装置浸泡在水中,下列说法正确的是

正确的答案是选(D)中心为暗纹,条纹变密。
因为水替代空气,水的折射率大于空气,与玻璃的折射率差变小,使环的半径变小(变密)。

⑷ 单选题(12.5分) 8.在牛顿环干涉实验中,平凸透镜不动,将平板玻璃板向下平移,干

第抄10个明纹即k=10,设波长为a,则充液前:2d1+a/2=10a,即2d1=9.5a (1)
充液后:2nd2+a/2=10a,即2nd2=9.5a (2)
由(1)/(2)可得n,此题用不到第10个明纹,应该题目还要求波长吧.

⑸ 牛顿环的环实验

牛顿环实验是这样的:取来两块玻璃体,一块是14英尺望远镜用的平凸镜,另一块是50英尺左右望远镜用的大型双凸透镜。在双凸透镜上放上平凸镜,使其平面向下,当把玻璃体互相压紧时,就会在围绕着接触点的周围出现各种颜色,形成色环。于是这些颜色又在圆环中心相继消失。在压紧玻璃体时,在别的颜色中心最后现出的颜色,初次出现时看起来像是一个从周边到中心几乎均匀的色环,再压紧玻璃体时,这色环会逐渐变宽,直到新的颜色在其中心现出。如此继续下去,第三、第四、第五种以及跟着的别种颜色不断在中心现出,并成为包在最内层颜色外面的一组色环,最后一种颜色是黑点。反之,如果抬起上面的玻璃体,使其离开下面的透镜,色环的直径就会偏小,其周边宽度则增大,直到其颜色陆续到达中心,后来它们的宽度变得相当大,就比以前更容易认出和训别它们的颜色了。
牛顿测量了六个环的半径(在其最亮的部分测量),发现这样一个规律:亮环半径的平方值是一个由奇数所构成的算术级数,即1、3、5、7、9、11,而暗环半径的平方值是由偶数构成的算术级数,即2、4、6、8、10、12。例凸透镜与平板玻璃在接触点附近的横断面,水平轴画出了用整数平方根标的距离:√1=1√2=1.41,√3=1.73,√4=2,√5=2.24等等。在这些距离处,牛顿观察到交替出现的光的极大值和极小值。从图中看到,两玻璃之间的垂直距离是按简单的算术级数,1、2、3、4、5、6……增大的。这样,知道了凸透镜的半径后,就很容易算出暗环和亮环处的空气层厚度,牛顿当时测量的情况是这样的:用垂直入射的光线得到的第一个暗环的最暗部分的空气层厚度为1/189000英寸,将这个厚度的一半乘以级数1、3、5、7、9、11,就可以给出所有亮环的最亮部分的空气层厚度,即为1/178000,3/178000,5/178000,7/178000……它们的算术平均值2/178000,4/178000,6/178000……等则是暗环最暗部分的空气层厚度。
牛顿环装置产生的干涉暗环半径为√(kRλ) ,其中k=0,1,2……
牛顿还用水代替空气,从而观察到色环的半径将减小。他不仅观察了白光的干涉条纹,而且还观察了单色光所呈现的明间相间的干涉条纹。
牛顿环装置常用来检验光学元件表面的准确度.如果改变凸透镜和平板玻璃间的压力,能使其间空气薄膜的厚度发生微小变化,条纹就会移动。用此原理可以精密地测定压力或长度的微小变化。
按理说,牛顿环乃是光的波动性的最好证明之一,可牛顿却不从实际出发,而是从他所信奉的微粒说出发来解释牛顿环的形成。他认为光是一束通过窨高速运动的粒子流,因此为了解释牛顿环的出现,他提出了一个“一阵容易反射,一阵容易透射”的复杂理论。根据这一理论,他认为;“每条光线在通过任何折射面时都要进入某种短暂的状态,这种状态在光线得进过程中每隔一定时间又复原,并在每次复原时倾向于使光线容易透过下一个折射面,在两次复原之间,则容易被下一个折射面的反射。”他还把每次返回和下一次返回之间所经过的距离称为“阵发的间隔”。实际上,牛顿在这里所说的“阵发的间隔”就是波动中所说的“波长”。为什么会这样呢?牛顿却含糊地说:“至于这是什么作用或倾向,它就是光线的圆圈运动或振动,还是介质或别的什么东西的圆圈运动或振动,我这里就不去探讨了。”
牛顿环仪是由曲率半径为R的待测平凸透镜L和玻璃平板P叠装在金属框架F中构成,如下右图所示。框架边上有三个螺钉H,用来调节L和P之间的接触,以改变干涉条纹的形状和位置。调节H时,螺钉不可旋得过紧,以免接触压力过大引起玻璃透镜迸裂、破损。右图为牛顿环实物图。 判断透镜表面凸凹、精确检验光学元件表面质量、测量透镜表面曲率半径和液体折射率。
应用于光谱仪、把复合光分离成单色光的组成。

⑹ 牛顿环实验思考题

楼主是南来京大学大一学生吗?说不自准我们是同学哟,嘿嘿!
1.由于光的波动性,因此光不是绝对直线传播的,总有光会漏到牛顿环装置上的,所以能观察到牛顿环,并且玻璃片角度越偏向45度,牛顿环越明显(做实验调试装置时你就应该感觉到了)。
2.这个问题书上有公式(第273页21-4),你抄一下公式就可以了。
3.画一张光路图,尽量精准一些,如果对自己的画图水平没有信心,可以在书上第272页图21-1上方虚线框中的图进行改造。(将曲率半径扩大,在原图上画一幅光路图就一切明了了。)答案是条纹向外移动。中心会变暗(实验时把房间灯关掉观察),因为第一圈亮环会向外移动,中心位置的暗斑面积扩大,接受光粒子的数量相应减少,亮度降低。
做一下最后总结:如果你是南京大学的学生,那么你做的四个光学试验中有两个体现了光的粒子性,两个体现了光的波动性。通过四个实验,我们应该充分了解光粒子性与波动性的结合,即波粒二象性。

⑺ 牛顿环实验中,有人说,如果接触点十分理想,反射光牛顿环的中心是一黑点,你认为如何

是的,光学上称半波损失,一种基本的光学现象。

接触,即空间距离为零,空版间距离导致的权光程差为零,
下面的平玻璃板和上面的平凸透镜的折射率大于空气的折射率,
下玻璃板的反射有半波损失,上面的平凸透镜的反射没有半波损失,
总的光程差为半个波长,所以干涉互相抵消,是黑点。

⑻ 牛顿环实验的思考题

减少误差的措施:
原理上,采用通过测量条纹直径求的半径的方法减少圆心确回定带来的误差;选定答第4级到第12级间的条纹进行测量,避免级别小的条纹因挤压变形和级别大的条纹不明显不宜测量而带来的误差;数据处理时采用逐差法,提高数据利用率。实验中,测量数据时,手轮要朝一个方向旋转,减小齿轮间隙造成的机械误差。
从牛顿环装置下方投射上来的光也可以形成干涉条纹,它与反射光形成的条纹不同之处在上方投射的光形成的中心条纹是暗纹,下方形成的是亮纹,这是因为由上方投射的光在空气薄膜下表面反射时是在光密介质反射,会有半波损失,下方投射来的光则没有。

⑼ 在牛顿环实验中,反射光与透射光所形成的干涉条纹有什么不同

反射光与透射光形成的干涉条纹是互补的,即反射干涉条纹是亮纹的地方对应的投射干涉条纹是暗纹,原因就在于光从光疏介质射到光密介质,在界面上发生反射,是有半波损失的。

实验注意事项:

1、 聚焦时,G的位置距物镜约为1厘米处,不要盲目操作,以免压断反光玻璃片。

2、 测量时不能振动,读数显微镜不可摇晃,且勿数错数。

3、 不可用手抚摸牛顿环仪光学表面,若不清洁,要用专门的揩镜纸擦拭。

(9)在牛顿环装置实验中扩展阅读:

实验内容要求:

1、 接通钠光源,预热5分钟后,使读数显微镜物镜对准牛顿环的中央部分。

2、 调节读数显微镜,看到清楚的明暗条纹,且条纹与叉丝无视差。

3、 将牛顿环调整在量程范围内,然后用右手反转副齿轮,将十字叉丝移到右35暗环时再用右手正转,使叉丝开始向左推进。

直到纵丝压到第30暗环环纹中央,记下显微镜读数即该暗环标度X30,再缓慢转动副齿轮,使纵丝依次对准第25、20、15、10等暗环环纹中央,记下每次暗环的标度X25, X20, X15, X10。

4、 继续转动副齿轮,使纵丝经过牛顿环中心暗斑到另一方,对准第10~30环,依次记下相应的标度X10,, X15,, X20,, X25,, X30,。

⑽ 在牛顿环实验中,用波长为L的单色光垂直入射,若平凸镜沿竖直方向有平移,在位移过程中发现某明级条纹处由

答,牛顿抄环用的是等厚干涉,等袭厚干涉中,要使一个明条纹变成一个暗条纹,光程差至少应该变半个波长,也就是你劈尖的厚度应该变半个波长,也就是你的透镜要移动半个波长!变整个一个波长的话,就是一个周期,明暗交替一次,从新回到明纹!

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