物理实验曲率半径测量
工作报告之牛顿环物理实验报告
牛顿环物理实验报告【篇一：用牛顿环测量透镜的曲率半径实验报告】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和平面玻璃cd面相切于o点，组成牛顿环装置，如图所示，则在平凸透镜球面和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，和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。
图（4）牛顿环装置图（5）牛顿环根据理论计算可知，和k级条纹对应的两束相干光的光程差为? 2?式中e为第k级条纹对应的空气膜的厚度，为半波损失。
2?由干涉条件可知，当??(2k?1)(k?0,1,2,3,?)时，干涉条纹为暗条纹。
即2解得??2e?e?k(2) 2设透镜的曲率半径为r，和接触点o相距为r处空气层的厚度为e，由图4所示几何关系可得r2??r?e??r2?r2?2re?e2?r2 由于r??e，则e2可以略去。
则r2e?(3)2r2?由式（2）和式（3）可得第k级暗环的半径为rk2?2re?kr? (4)由式（4）可知，如果单色光源的波长?已知，只需测出第k级暗环的半径rk，即可算出平凸透镜的曲率半径r；反之，如果r已知，测出rk后，就可计算出入射单色光波的波长?。
但是由于平凸透镜的凸面和光学平玻璃平面不可能是理想的点接触；接触压力会引起局部弹性形变，使接触处成为一个圆形平面，干涉环中心为一暗斑；或者空气间隙层中有了尘埃等因素的存在使得在光程差公式中附加了一项。
大学物理仿真实验报告牛顿环法测曲率半径
大学物理仿真实验报告－牛顿环法测曲率半径————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:大学物理仿真实验报告实验名称牛顿环法测曲率半径班级:姓名:学号:日期:牛顿环法测曲率半径实验目的1．学会用牛顿环测定透镜曲率半径。
2.正确使用读书显微镜，学习用逐差法处理数据。
实验原理如下图所示，在平板玻璃面ＤＣF上放一个曲率半径很大的平凸透镜ACB，C点为接触点,这样在ACB和DCF之间,形成一层厚度不均匀的空气薄膜,单色光从上方垂直入射到透镜上，透过透镜,近似垂直地入射于空气膜。
分别从膜的上下表面反射的两条光线来自同一条入射光线，它们满足相干条件并在膜的上表面相遇而产生干涉，干涉后的强度由相遇的两条光线的光程差决定,由图可见,二者的光程差等于膜厚度ｅ的两倍。
此外，当光在空气膜的上表面反射时，是从光密媒质射向光疏媒质，反射光不发生相位突变，而在下表面反射时，则会发生相位突变，即在反射点处,反射光的相位与入射光的相位之间相差π，与之对应的光程差为λ/2 ,所以相干的两条光线还具有λ/2的附加光程差，总的光程差为(1)当∆满足条件（2）时，发生相长干涉，出现第Ｋ级亮纹，而当（k = 0,１,２…) (３)时,发生相消干涉,出现第k级暗纹。
因为同一级条纹对应着相同的膜厚,所以干涉条纹是一组等厚度线。
可以想见，干涉条纹是一组以C点为中心的同心圆，这就是所谓的牛顿环。
如图所示,设第ｋ级条纹的半径为，对应的膜厚度为，则（４）在实验中，R的大小为几米到十几米,而的数量级为毫米,所以Ｒ＞> eｋ,ｅk ２相对于2Re是一个小量，可以忽略,所以上式可以简化为k（５）如果rｋ是第ｋ级暗条纹的半径,由式（１)和（３）可得（6)代入式（5）得透镜曲率半径的计算公式（７）对给定的装置，R为常数,暗纹半径（８）和级数ｋ的平方根成正比,即随着k的增大,条纹越来越细。
用牛顿环测量平凸透镜的曲率半径
因
R hk
2 k
2 rk2 R 2 ( R hk ) 2 2Rhk hk
即可得到暗条纹满足
r kR, k 0,1,2,
正确的方法是测量某干涉条纹的直径，将上式写成
Dk2 R 4k
用牛顿环测量平凸透镜的曲率半径牛顿环测透镜曲率半径牛顿环曲率半径牛顿环的曲率半径牛顿环曲率半径最佳值牛顿环的曲率半径c凸透镜曲率半径测量牛顿环实验报告测量牛顿环点光源测量凸透镜焦距
物理电子工程学院 用牛顿环测量平凸透镜 的曲率半径
用牛顿环测量平凸透镜的曲率半径
实物图
实验目的:
1、学会读数显微镜的调整和使用。 2、了解等厚干涉的原理和测量方法。 3、学习用逐差法计算和处理数据。
采用逐差法，选取距中心较远的、比较清晰的两组干涉条纹的直 径，一组级次为 k 1 ，另一组级次为 k 2 ，由上式得到：
Dk21 4k1 R
将它们相减得到：
Dk22 4k 2 R
Dk22 Dk21 R 4(k 2 k1 )
曲率半径与级次无关， 只与级次差有关。
实验内容：
1、调整读数显微镜，能观察到反射回来的黄光。 2、调整读数显微镜，能看到清晰的牛顿环。 3、旋转显微镜的鼓轮，使十字叉丝由牛顿环中央缓缓 向左侧移动至第15环，然后单方向向右移动，测出 叉丝与各条纹相切时的读数。 4、用逐差法，将Dk值分成两组，一组级次为k2 ，另一 组为k1 。将数据填入表格中（单位：mm）。
实验原理：
将一块曲率半径较大的平凸透镜或平凹透 镜与一块平面玻璃接触时，在凸面或凹面与平 面之间就形成了一个自接触点0向外逐渐均匀加 厚的空气薄层。当单色光垂直向下照射时，在 空气薄层的上下表面相继反射的两束反射光（1） 和（2）间存在着确定的光程差，从而会产生以 0点为中心的明暗相间的同心圆环。
牛顿环测透镜曲率半径实验对光学实验的启示
牛顿环测透镜曲率半径实验对光学实验的启示光学实验一直以来都是物理学中的重要实践内容，而牛顿环测透镜曲率半径实验则是其中的经典实验之一。
通过这个实验，我们可以准确地测量透镜曲率半径，从而分析透镜的光学特性。
同时，牛顿环实验也给我们的科学研究带来了一定的启示，本文将从测量方法、实验结果和启示方面进行探讨。
一、测量方法牛顿环测透镜曲率半径实验主要需要借助干涉现象来进行。
具体操作流程如下：1. 准备工作：使用碳化刚石切割机将透镜切割成平整的面，并保持清洁。
将准备好的透镜放在干涉仪的平台上，并调整仪器使得透镜正对光源。
2. 平面透镜装置：将平透镜放在两个玻璃片之间，确保透镜和平面玻璃片之间没有间隙。
将装置放在透镜的周围，使其固定。
3. 调整干涉仪：打开干涉仪，调节仪器使得干涉环清晰可见。
通过调整仪器的眼镜和透镜的位置，保证干涉环的清晰度。
4. 观察干涉环：通过调整仪器的观察装置，将干涉环聚焦在视觉范围内。
观察并记录干涉环的直径。
5. 测量直径：使用显微镜或尺子等工具测量干涉环的直径。
根据干涉环的半径和透镜的参数，可以计算出透镜的曲率半径。
二、实验结果实验数据显示，通过牛顿环测透镜曲率半径实验，我们可以得到透镜曲率半径的准确数值。
实验结果的准确性主要依赖于实验者的仪器调整和数据测量。
经过多次测量和计算，我们可以得到一个相对准确的透镜曲率半径数值。
透镜的曲率半径是衡量透镜光学特性的重要参数之一。
通过牛顿环实验，我们能够准确地测量这一参数，从而对透镜进行评估和分析。
这为光学领域的研究和应用提供了重要的参考。
三、实验启示牛顿环测透镜曲率半径实验给我们带来了一些重要的启示，尤其是在光学实验和光学研究方面：1. 实验目的明确：牛顿环实验的目的是测量透镜的曲率半径，这直接给出了实验的重点和要求。
在进行光学实验时，明确实验目的对于实验者的方向和动力至关重要。
2. 仪器调整的重要性：牛顿环实验依赖于仪器的精确调整和观察，只有保证仪器的正确性和准确性，才能得到可靠的实验结果。
用牛顿环法测球面的曲率半径实验报告
用牛顿环法测球面的曲率半径实验报告摘要：本实验利用牛顿环法测量了一个玻璃球面的曲率半径，并且对测量过程进行了详细的实验记录和数据处理。
通过分析实验结果，得到了该球面的曲率半径为2.04±0.03 cm，误差为1.47%。
实验结果基本符合理论值，说明本实验的测量方法是可行的并且具有较高的精度和可靠性。
关键词：牛顿环法；曲率半径；数据处理；精度引言：在物理实验中，测量物体表面的曲率半径是非常关键的，因为曲率半径是描述物体曲率程度的主要度量指标。
玻璃球面作为一种常见的光学元件，在光学领域有着广泛的应用，因此进行玻璃球面曲率半径的测量显得尤为重要。
牛顿环法是一种常见的测量物体表面曲率半径的方法之一，它是利用两个平面玻璃片之间的空气薄膜产生的干涉条纹来测量曲率半径的。
通过测量干涉条纹的半径大小，可以得到被测物体的曲率半径大小。
本实验利用牛顿环法测量一个玻璃球面的曲率半径，并且对实验过程进行了详细的记录和数据处理。
通过测量实验数据的统计和分析，得到了该球面的曲率半径及其误差范围，以及对实验结果的讨论和分析。
实验材料和仪器：玻璃球、平面玻璃片、放大镜、白色光源、激光光源、尺子、安装座、调节器等。
实验原理：牛顿环法是通过平面玻璃片的反射和玻璃球面的折射相干作用产生干涉条纹，进而测量玻璃球面的曲率半径。
当平面玻璃片和玻璃球面接触时，由于两者之间存在微小的空气薄膜，导致反射光和透射光的光程差。
当发生激光束偏转后，在一个固定的观察位置上，形成一系列中心为暗点、亮度呈同心圆强弱周期性变化的干涉环（牛顿环）。
此时测量出圆环半径大小与玻璃球面与玻璃平板之间距离之间的关系，即可得到圆环半径与曲率半径之间的函数关系。
在分析处理实验数据的还需考虑光的折射定律以及空气薄膜中光速度的影响，从而准确测出曲率半径。
实验步骤：1. 准备实验材料和仪器，保证实验用的玻璃球面和平面玻璃片表面干净光滑，尽量消除表面微小的划痕和杂质。
2. 利用放大镜和光源调节器加以保证激光光源的稳定和发散度的一致性，以保证实验的精度和可靠性。
牛顿环测曲率半径实验报告
牛顿环测曲率半径实验报告牛顿环测曲率半径实验报告引言：曲率半径是描述曲线弯曲程度的物理量，对于光学领域尤为重要。
为了测量曲率半径，科学家们发展了许多方法和实验。
本实验将介绍牛顿环测曲率半径实验的原理和步骤，并通过实验结果进行分析和讨论。
实验原理：牛顿环实验是一种常用的测量曲率半径的方法。
其基本原理是利用干涉现象，通过观察干涉圆环的直径变化来推导出曲率半径的数值。
实验步骤：1. 准备实验装置：将透镜固定在支架上，调整透镜与光源的距离。
2. 调整光源：调整光源的位置和亮度，使得透过透镜的光线均匀且明亮。
3. 观察干涉圆环：通过目镜观察透镜上形成的干涉圆环。
注意调整目镜的焦距，使得干涉圆环清晰可见。
4. 记录数据：通过移动透镜和目镜的位置，记录下不同位置下干涉圆环的直径。
5. 分析数据：根据干涉圆环的直径变化，利用相关公式计算出曲率半径的数值。
实验结果：根据实验记录的数据，我们可以绘制出干涉圆环直径与透镜位置的关系图。
通过观察图形，我们可以看到干涉圆环的直径随着透镜位置的变化而改变。
根据干涉圆环的变化规律，我们可以使用数学模型来拟合实验数据，从而得到曲率半径的数值。
实验讨论：在实验过程中，我们发现干涉圆环的直径与透镜位置之间存在一定的关系。
这是因为光线在经过透镜后会发生折射，从而形成干涉现象。
通过观察干涉圆环的直径变化，我们可以推导出透镜的曲率半径。
然而，在实际实验中，我们也遇到了一些困难和误差。
例如，由于实验装置和观测条件的限制，干涉圆环的直径可能会受到环境光的干扰，导致测量结果的不准确。
此外，实验过程中的操作误差和仪器精度也会对结果产生一定的影响。
结论：通过牛顿环测曲率半径实验，我们可以得到透镜的曲率半径数值。
然而，为了提高测量的准确性和精度，我们需要注意实验条件的控制和误差的修正。
此外，可以通过重复实验和对比分析，进一步验证实验结果的可靠性。
总结：牛顿环测曲率半径实验是一种常用的测量方法，通过观察干涉圆环的直径变化，可以推导出透镜的曲率半径。
大学物理实验光学用牛顿环干涉测透镜曲率半径
实验 用牛顿环干涉测透镜曲率半径（一）目的：1、掌握用牛顿环测定透镜曲率半径的方法。
2、通过实验加深对等厚干涉原理的理解。
（二）仪器和用具：移测显微镜（JCD 3型）、钠灯牛顿环仪是由待测平凸透镜（凸面曲率半径约为200～300c ｍ〕Ｌ和磨光的平玻璃板Ｐ叠合装在金属框架Ｆ中构成。
框架边上有三个螺旋Ｈ，用以调节Ｌ和Ｐ之间的接触，以改变干涉环纹的形状和位置。
调节Ｈ时，螺旋不可旋得过紧，以免接触压力过大引起透镜弹性形变，甚至损坏透镜。
（三）原理：当一曲率半径很大的平凸透镜的凸面与一磨光平玻璃板相接触时，在透镜的凸面与平玻璃板之间将形成一空气薄膜，离接触点等距离的地方，厚度相同。
如图9-2所示，若以波长为的单色平行光投射到这种装置上，则由空气膜上下表面反射的光波将互相干涉，形成的干涉条纹为膜的等厚各点的轨迹，这种干涉是一种等厚干涉。
在反射方向观察时，将看到一组以接触点为中心的亮暗相间的圆环形干涉条纹，而且中心是一暗斑（图a ）；如果在透射方向观察，则看到的干涉环纹与反射光的干涉环纹的光强分布恰成互补，中心是亮斑，原来的亮环处变为暗环，暗环处变为亮环（图ｂ），这种干涉现象最早为牛顿所发现，故称为牛顿环。
设透镜Ｌ的曲率半径为R ，形成的m 级干涉暗条纹的半径为r ｍ，m 级干涉亮条纹的半径为r ｍ’，不难证明r ｍ =λmRr ｍ’=2)12(λ⋅−R m 以上两式表明，当已知时，只要测出D 第m 级暗环（或亮环）的半径，即可算出透镜的曲率半径R ；相反，当R 已知时，即可算出λ。
但由于两接触镜面之间难免附着尘埃，并且在接触时难免发生弹性形变，因而接触处不可能是一个几何点，而是一个圆面，所以近圆心处环纹比较模糊和粗阔，以致难以确切判定环纹的干涉级数m ，即干涉环纹的级数和序数不一定一致。
这样，如果只测量一个环纹的半径，计算结果必然有较大的误差。
为了减少误差，提高测最精度，必须测量距中心较远的、比较清晰的两个环纹的半径，例如测量出第m 1个和第m 2个暗环（或亮环）的半径（这里m 1，m 2均为环序数，不一定是干涉级数），因而（9－1）式应修正为r ｍ2 =（m+j ）R λ式中m 为环序数，（m ＋j ）为干涉级数（j 为干涉级修正值），于是λλR m m R j m j m r r m m )()]()[(12122212−=+−+=− 上式表明，任意两环的半径平方差和干涉级以及环序数无关，而只与两个环的序数之差（m 2-m 1）有关。
大学物理实验报告牛顿环法测量透镜曲率半径
大学物理实验报告牛顿环法测量透镜曲率半径实验目的：通过使用牛顿环法测量透镜的曲率半径，了解透镜的特性和性能。
实验原理：牛顿环法是一种测量透镜曲率半径的方法，其基本原理是利用透镜产生的干涉图案来测量透镜的曲率半径。
当透镜与光源之间存在一个薄透明介质时，透镜和介质之间会形成一系列干涉环，这些干涉环被称为牛顿环。
根据牛顿环的半径和透镜与介质之间的距离，可以计算出透镜的曲率半径。
实验步骤：1. 准备实验所需材料和仪器，包括透镜、白光光源、薄透明介质、光屏等。
2. 将透镜放在光源上方，调整光源和透镜之间的距离，使得透镜和光源之间存在薄透明介质。
3. 将光屏放在透镜下方，调整光屏的位置，使得牛顿环清晰可见。
4. 使用尺子测量透镜和光屏之间的距离，并记录下来。
5. 通过放大镜或显微镜观察牛顿环，并记录下最明亮的几个环的半径。
6. 根据实验原理中的公式，计算出透镜的曲率半径。
实验注意事项：1. 实验过程中要注意光源和透镜的安全使用，避免直接照射眼睛。
2. 调整光源和透镜的位置时要小心操作，避免碰撞和损坏实验器材。
3. 观察牛顿环时要保持光线充足，以确保清晰可见。
4. 记录实验数据时要准确无误，避免误差的产生。
实验结果：根据实验步骤中记录下来的数据，可以计算出透镜的曲率半径。
根据牛顿环的半径和透镜与介质之间的距离，使用适当的公式进行计算，最终得出透镜的曲率半径。
实验总结：通过本次实验，我们利用牛顿环法测量了透镜的曲率半径。
实验结果可以用来评估透镜的性能和特性。
同时，通过实验过程中的操作和观察，我们进一步了解了光学现象和光的干涉原理。
这对于我们深入理解光学知识和应用光学技术具有重要的意义。