牛顿环实验的装置

❶ 牛顿环干涉实验怎么做呀

1、接通钠灯预热
2、调整牛顿环装置使牛顿环基本位于装置中心
3、将装置放置在读数显微镜筒下,镜筒置于读数标尺中央
4、钠灯正常发光后,调节底座平台高度及反光玻璃使光可以垂直射到牛顿环上
5、调节物镜转轮,使能在目镜中清晰地看到叉丝和牛顿环像
6、移动牛顿环装置使中心暗斑位于视域中心,调节目镜系统使叉丝交点大致位于牛顿环中心位置
7、测量与读数.
一般是读第40、35、30、25、20、15、10道暗纹的数值,左右都测量后相减得直径/弦长,代入公式算得结果.

❷ 将牛顿环实验装置放到白光下观察,此时的条纹有何特征

牛顿环实验装置放到白光下观察,此时的条纹是彩色条纹。
用单色光照射透镜与玻璃板，就可以观察到一些明暗相同的同心圆环．圆环分布是中间疏、边缘密，圆心在接触点O．从反射光看到的牛顿环中心是暗的，从透射光看到的牛顿环中心是明的．若用白光入射．将观察到彩色圆环．

❸ 牛顿环实验中，产生中央条纹的两束光光程差为多少中央条纹是亮纹还

一般实验中使用的牛顿环装置，在中央会是一个暗点。
因为一般的牛顿环版装置是两层玻璃加一层空权气薄膜产生的薄膜干涉，反射光的光程差需要加上半波损失，所以当中心位置，波膜厚度为零的时候，正好对应的0级暗纹的条件。

但是，如果是三层不同的介质组成的牛顿环装置，折射率依次增加或者减小，这样产生的牛顿环，中心就会是一个亮点。

❹ 透射牛顿环的原理是什么

又称“牛顿圈[1]”.在光学上,牛顿环是一个薄膜干涉现象.光的一种干涉图样,是一些明暗相间的同心圆环.例如用一个曲率半径很大的凸透镜的凸面和一平面玻璃接触,在日光下或用白光照射时,可以看到接触点为一暗点,其周围为一些明暗相间的彩色圆环；而用单色光照射时,则表现为一些明暗相间的单色圆圈.这些圆圈的距离不等,随离中心点的距离的增加而逐渐变窄.它们是由球面上和平面上反射的光线相互干涉而形成的干涉条纹.在加工光学元件时,广泛采用牛顿环的原理来检查平面或曲面的面型准确度.在牛顿环的示意图上,B为底下的平面玻璃,A为平凸透镜,其与平面玻璃的接触点为O,在O点的四周则是平面玻璃与凸透镜所夹的空气气隙.当平行单色光垂直入射于凸透镜的平表面时.在空气气隙的上下两表面所引起的反射光线形成相干光.光线在气隙上下表面反射（一是在光疏媒质面上反射,一是在光密媒质面上反射）.
一种光的干涉图样．是牛顿在1675年首先观察到的．将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块玻璃平板上,用单色光照射透镜与玻璃板,就可以观察到一些明暗相间的同心圆环．圆环分布是中间疏、边缘密,圆心在接触点O．从反射光看到的牛顿环中心是暗的,从透射光看到的牛顿环中心是明的．若用白光入射．将观察到彩色圆环．牛顿环是典型的等厚薄膜干涉．平凸透镜的凸球面和玻璃平板之间形成一个厚度均匀变化的圆尖劈形空气簿膜,当平行光垂直射向平凸透镜时,从尖劈形空气膜上、下表面反射的两束光相互叠加而产生干涉．同一半径的圆环处空气膜厚度相同,上、下表面反射光程差相同,因此使干涉图样呈圆环状．这种由同一厚度薄膜产生同一干涉条纹的干涉称作等厚干涉．
牛顿在光学中的一项重要发现就是"牛顿环".这是他在进一步考察胡克研究的肥皂泡薄膜的色彩问题时提出来的.
具体的, 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.”
因此,牛顿虽然发现了牛顿环,并做了精确的定量测定,可以说已经走到了光的波动说的边缘,但由于过分偏爱他的微粒说,始终无法正确解释这个现象.事实一,这个实验倒可以成为光的波动说的有力证据之一.直到19世纪初,英国科学家托马斯·杨才用光的波动说完满地解释了牛顿环实验.

❺ 牛顿环实验报告

牛顿环实验报告
一、【实验目的】

(1)用牛顿环观察和分析等厚干涉现象； (2)学习利用干涉现象测量透镜的曲率半径； (3)学会使用读数显微镜测距。 【实验原理】
在一块平面玻璃上安放上一焦距很大的平凸透镜，使其凸面与平面相接触，在接触点附近就形成一层空气膜。当用一平行的准单色光垂直照射时，在空气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，形成以接触点为圆心的明暗相间的环状干涉图样，
称为牛顿环，其光路示意图如图。
如果已知入射光波长，并测得第k级暗环的半径
rk，则可求得透镜
的曲率半径R。但实际测量时，由于透镜和平面玻璃接触时，接触点有压力产生形变或有微尘产生附加光程差，使得干涉条纹的圆心和环级确定困难。用直径此为计算R用的公式，它与附加厚光程差、圆心位置、绝对级次无
DD关，克服了由这些因素带来的系统误差，并且m、n可以是弦长。

二、【实验仪器】
JCD3型读数显微镜，牛顿环，钠光灯，凸透镜(包括三爪式透镜夹和固定滑座)。 【实验内容】 1、调整测量装置
按光学实验常用仪器的读数显微镜使用说明进行调整。调整时注意：

(1)调节45玻片，使显微镜视场中亮度最大，这时，基本上满足入射光垂直于透镜的要求(下部反光镜不要让反射光到上面去)。
(2)因反射光干涉条纹产生在空气薄膜的上表面，显微镜应对上表面调焦才能找到清晰的干涉图像。
(3)调焦时，显微镜筒应自下而上缓慢地上升，直到看清楚干涉条纹时为止，往下移动显微镜筒时，眼睛一定要离开目镜侧视，防止镜筒压坏牛顿环。
(4)牛顿环三个压紧螺丝不能压得很紧，两个表面要用擦镜纸擦拭干净。 2、观察牛顿环的干涉图样
（1）调整牛顿环仪的三个调节螺丝，在自然光照射下能观察到牛顿环的干涉图样，并将干涉条纹的中心移到牛顿环仪的中心附近。调节螺丝不能太紧，以免中心暗斑太大，甚至损坏牛顿环仪。
（2）把牛顿环仪置于显微镜的正下方，使单色光源与读数显微镜上45?角的反射透明玻璃片等高，旋转反射透明玻璃 ，直至从目镜中能看到明亮均匀的光照。
（3）调节读数显微镜的目镜，使十字叉丝清晰；自下而上调节物镜直至观察到清晰的干涉图样。移动牛顿环仪，使中心暗斑（或亮斑）位于视域中心，调节目镜系统，使叉丝横丝与读数显微镜的标尺平行，消除视差。平移读数显微镜，观察待测的各环左右是否都在读数显微镜的读数范围之内。
3、测量牛顿环的直径
（1）选取要测量的m和n(各5环)，如取m为55，50，45，40，35，n为30，25，20，15，10。
（2）转动鼓轮。先使镜筒向左移动，顺序数到55环，再向右转到50 环，使叉丝尽量对准干涉条纹的中心，记录读数。然后继续转动测微鼓轮，使叉丝依次与45，40，35，30，25，20，15，10，环对准，顺次记下读数；再继续转动测微鼓轮，使叉丝依次与圆心右10，15，20，25，30，35，40，45，50，55环对准，也顺次记下各环的读数。注意在一次测量过程中，测微鼓轮应沿一个方向旋转，中途不得反转，以免引起回程差。
4、算出各级牛顿环直径的平方值后，用逐差法处理所得数据，求出 直径平方差的平均值代入公式求出透镜的曲率半径，并算出误差。 ． 注意：
(1)近中心的圆环的宽度变化很大，不易测准，故从K=lO左右开始比较好； (2)m-n应取大一些，如取m-n=25左右，每间隔5条读一个数。
(3)应从O数到最大一圈，再多数5圈后退回5圈，开始读第一个数据。 (4)因为暗纹容易对准，所以对准暗纹较合适。 ，
(5)圈纹中心对准叉丝或刻度尺的中心，并且当测距显微镜移动时，叉丝或刻度尺的 某根线与圈纹相切(都切圈纹的右边或左边)。 【数据记录与处理】

❻ 对等厚干涉-牛顿环存在的问题

牛顿 环是典型的等厚干涉现象。牛顿环实验装置通常是由光学玻璃制成的一个平面和一个曲率半径 较大的球面组成

❼ 牛顿环实验干涉条纹离中心越远,条纹越密

是的 牛顿环装置是由一个曲率半径相当大的平凸透镜放在一平板玻璃板上组成的。平凸透镜的凸面与平板玻璃之间的空气层厚度从中心接触点到边缘逐渐增加。若将单色平行光垂直照射到牛顿环装置上，则经空气层上、下两表面反射的两束光就产生光程差，它们在平凸透镜的凸面相遇后，将产生干涉。当用显微镜观察时，可以清楚地看到一个中心是暗斑，而周围许多明暗相同、间隔逐渐减小的同心环，这称为牛顿环，它属于等厚干涉条纹。

❽ 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。

❾ 如何用牛顿环装置来测透明液体的折射率

将牛顿环浸没在透明液体里，这样牛顿环的平凸透镜和平玻璃板中间就不再是空气专而是透明液体。既然属你已经知道牛顿环是怎么一回事，那么就很容易理解了，通常牛顿环光程差2nd+λ/2中的n隐去不写，是由于空气折射率n=1，放入液体后n留着即可。声光调制利用光在声场中的衍射现象进行调制。当声波传入到介质中时，介质中存在着疏密波，介质的折射率也相应地发生周期性的变化，形成以声波波长值为常数的等效相位光栅。当光束以一定的角度入射到此介质中时，光束即发生衍射（图3）。衍射光的强度、频率和方向都随声场的变化而变化。这样，就可以实现光束的调制和偏转。声光衍射可分为喇曼-奈斯衍射和布喇格衍射两种。后者衍射效率高,常被采用。声光调制器通常由电声换能器、声光介质和吸声装置组成。声光调制具有驱动功率低、光损耗小、消光比高等优点。