Ⅰ 如图所示,牛顿环装置的平凸透镜与平板玻璃有一小缝e。.现用波长为λ的单色光垂直照射,已知平凸透镜的
设某暗环半径为r,由图可知,根据几何关系,近似有:
①
再根据干涉减弱条件有:
②
式中k为大于零的整数.把式①代入式②可得:
(k为整数,且k>2e0 / l)
Ⅱ 牛顿环装置中,当平凸透镜向上平移时,由反射光形成的牛顿环的条纹间隔变化呢,怎么变,为什么
凸透镜和平板之间为空气薄膜,当光线进入牛顿环仪时,在内部反射与折射,在平面玻璃和凸透镜的折射点形成一个暗斑,当凸透镜之间与平板之间有磨损时,接触点变成一个圆面,以至于干涉条纹的序数不一定是条纹的级数.
磨损程度就是新的牛顿环仪测出来的曲率半径减去被磨损的仪器测出来的曲率半径之差除以新的讥旦罐秆忒飞闺时酣江仪器测出来的曲率半径成百分之百。
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。
(2)在牛顿环实验装置的平凸透镜扩展阅读:
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。
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。
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。
Ⅲ 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。
Ⅳ 轻压牛顿环中的平凸透镜,干涉图形如何变化
轻压牛顿环中的平凸透镜,干涉条纹间距变大
牛顿环是光照射到平凸透镜下表面与桌面间的空气形成的薄膜的上下表面,发生两次反射形成频率相同的两列波干涉形成的干涉条纹,形成亮纹条件是,空气层厚度为1/4波长的偶数倍.
轻压牛顿环中的平凸透镜,空气层倾角减小,干涉条纹间距变大.
Ⅳ 在牛顿环实验中,平凸透镜的凸面的曲率半径为20米,透镜直径为4.24厘米,波长
Ⅵ 牛顿环法测曲率半径的实验报告
一、实验名称:
用牛顿环测量透镜的曲率半径
二、实验目的:
1、观察光的等厚干涉现象,了解干涉条纹特点。
2、利用干涉原理测透镜曲率半径。
3、学习用逐差法处理实验数据的方法。
三、实验仪器:
牛顿环装置(其中透镜的曲率未知)、钠光灯(波长为589.3nm)、读数显微镜(附有反射镜)。
四、实验原理:
将一块曲率半径R较大的平凸透镜的凸面放在一个光学平板玻璃上,使平凸透镜的球面AOB与平面玻璃CD面相切于O点,组成牛顿环装置,如图所示,则在平凸透镜球面与平板玻璃之间形成一个以接触点O为中心向四周逐渐增厚的空气劈尖。当单色平行光束近乎垂直地向AB面入射时,一部分光束在AOB面上反射,一部分继续前进,到COD面上反射。这两束反射光在AOB面相遇,互相干涉,形成明暗条纹。由于AOB面是球面,与O点等距的各点对O点是对称的,因而上述明暗条纹排成如图所示的明暗相间的圆环图样,在中心有一暗点(实际观察是一个圆斑),这些环纹称为牛顿环。
五、实验步骤
1、调整测量装置
(1)用眼睛在牛顿环装置上方观察,若环中心不是黑斑或黑斑偏离中部太远,可以轻轻对牛顿环框架螺钉进行调节(切勿用力过大,以免损坏透镜)。
(2)启动钠光灯,让读数显微镜上的45°反射片对着钠光灯,然后调节反射片的倾斜度(实验用的显微镜已装在物镜头上),使显微镜视场中亮度最大。
(3)将显微镜对准牛顿环装置正表面调焦,找到清晰的牛顿环,注意调焦时使物镜接近牛顿环装置(不要相碰),缓慢扭动调节手轮,使显微镜自下而上缓慢地上升,直到看清楚干涉条纹为止。
(4)轻轻地移动牛顿环装置的位置,使条纹中心大致对准叉丝,且当测微手轮转动移动叉丝时,叉丝与圆环相切。如叉丝倾斜可调节显微镜的目镜筒。调节后,在实验过程中不能再动牛顿环装置。
2、观察干涉条纹的分布特征:
注意观察当环心暗纹和叉丝左右移动时条纹间隔的变化,并注意条纹级数的计算。
3、测量牛顿环的直径:
从环心(暗斑)开始,转动测微手轮。一边转动,一边数出暗纹的级数。例如,数到第m+2环后,反方向转动测微手轮,使十字叉丝交点对准第m条暗纹的中间,从显微镜的主尺和测微手轮上的游标刻度记下读数。
Ⅶ 牛顿环干涉实验,当向上移动平凸透镜时,干涉条纹的变化
牛顿环是由于光分别在平凸境下表面和境下面的玻璃反射所影起的干涉条纹,当向上移动时,因为平凸境的下表面与玻璃的距离变大,但干涉条纹不会变.