牛顿环实验装置的简化

Ⅰ 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。

Ⅱ 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。

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 牛顿的环是什么原理

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。

(4)牛顿环实验装置的简化扩展阅读：

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。

Ⅳ 牛顿环原理是什么

牛顿环，又称“牛顿圈”。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。

牛顿环实验

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。

Ⅵ 用牛顿环测球面的曲率半径

你找对人了，我是教师，先来回答你前边几个问题吧，后边的我看不太明白，也不好表达。
1：如果以米为单位，一般要求小数点后边保留三位。而且一般待测得牛顿环R的范围大概在几米的数量级上，我们实验室所用的理论值为1.500米。
2：牛顿环装置有两种，反射的（从正面看）和透射的（从背面看），理论上讲，反射的中间应是暗点(实际多为暗斑)，透射的中间应为亮点(实际为亮斑)
。如果你是反射型的，而中间又是亮点，原因多为螺钉上的过紧(重新松开，再轻轻固定紧即可)，或者是接触点上有尘埃(可找老师用擦镜纸处理)。
3：先利用已知波长数据的单色光去求出曲率半径(这一步时间主要花费在测量暗条纹的直径上)。再把第二次相关的直径测量的数据一起带入公式中，即可求出波长，因为此时，只有波长是未知量。

Ⅶ 怎样调节出清晰的牛顿环

1. 调节牛顿环仪。调节牛顿环仪的三个螺丝，使牛顿环面上出现清晰细小的同心圆环且位于圆框中心。
2.，将牛顿环仪置于工作台面上，使其正对着显微镜，通过转动调焦螺丝，使显微镜下降，尽量接近但不接触牛顿环仪。
3. 缓缓旋动目镜，使镜筒内的十字叉丝清晰可见。
4. 把钠灯放在显微镜正前方约20cm处。打开钠灯开关，预热10 min。待发出明亮的黄光后，调节物镜下方的反光镜方向。当在读数显微镜的视场中看到一片明亮的黄光时，就表明有一束平行单色光垂直照射到牛顿环仪上。
5. 一边通过目镜观察牛顿环仪形成的牛顿环，一边缓缓转动调焦螺丝提升显微镜，使干涉条纹清晰。若看到的牛顿环中心与十字叉丝中心不重合，可轻轻移动牛顿环仪，使二者重合。
6. 转动读数鼓轮，使十字叉丝向右移动，直到十字叉丝竖线对准第35暗环线为止(即相切)。然后反转读数鼓轮，使十字叉丝竖线对准第30暗环线，开始记录位置读数。
7. 沿相同方向，继续转动读数鼓轮，使十字叉丝竖线依次对准第29，28，27，26，25，15，14，13，12，11，10暗环线，记录各环直径右端相应的位置读数。
8. 沿相同方向继续转动读数鼓轮，使十字叉丝通过环心后，依次对准第10，11，12，13，14，15，25，26，27，28，29，30暗环线的中心，读记各环直径左端的位置读数。
9. 计算出R的不确定度和相对误差E 。

Ⅷ 牛顿环实验步骤

牛顿环实验步骤：

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。

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。

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，...

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，， X3...

算出相应的暗环直径，再计算R20-10， R25-15， R30-20，最后算出R即可。

Ⅸ 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.

Ⅹ 什么是牛顿环

牛顿环
开放分类： 自然科学

又称“牛顿圈”。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．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。