深圳大学大物实验测量牛顿环的实验报告
大学物理仿真实验报告牛顿环分析
大学物理仿真实验报告实验名称：牛顿环法测曲率半径实验日期：专业班级：姓名：学号：教师签字：________________一、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。
二、实验仪器牛顿环仪，读数显微镜，钠光灯，入射光调节架。
三、实验原理如图所示，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，即此外，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 >> e k，e k2相对于2Re k是一个小量，可以忽略，所以上式可以简化为（5）如果r k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。
同理，如果r k是第k级明纹，则由式（1）和（2）得（9）代入式（5），可以算出（10）由式（8）和（10）可见，只要测出暗纹半径（或明纹半径），数出对应的级数k，即可算出R。
大学物理仿真实验报告牛顿环(word文档良心出品).docx
西安交通大学大学物理仿真实验报告实验名称：牛顿环法测曲率半径实验日期：专业班级：姓名：学号：教师签字： ________________一、实验目的1.学会用牛定透曲率半径。
2.正确使用微，学用逐差法理数据。
二、实验仪器牛，数微，光灯，入射光架。
三、实验原理如所示，在平板玻璃面 DCF上放一个曲率半径很大的平凸透ACB，C 点接触点，在 ACB和 DCF之，形成一厚度不均匀的空气薄膜，色光从上方垂直入射到透上，透透，近似垂直地入射于空气膜。
分从膜的上下表面反射的两条光来自同一条入射光，它足相干条件并在膜的上表面相遇而生干涉，干涉后的度由相遇的两条光的光程差决定，由可，二者的光程差等于膜厚度 e 的两倍，即此外，当光在空气膜的上表面反射，是从光密媒射向光疏媒，反射光不生相位突，而在下表面反射，会生相位突，即在反射点，反射光的相位与入射光的相位之相差，与之的光程差/2，所以相干的两条光具有/2 的附加光程差，的光程差（1）当足条件（2），生相干涉，出第K 亮，而当（k = 0,1,2⋯）（3），生相消干涉，出第k 暗。
因1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 >> e，e2相对于k k2Re k是一个小量，可以忽略，所以上式可以简化为（ 5）如果 r k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。
同理，如果r k是第k级明纹，则由式（1）和（ 2）得（9）代入式（ 5），可以算出（ 10）2由式（ 8）和（ 10）可见，只要测出暗纹半径（或明纹半径），数出对应的级数k，即可算出 R。
牛顿环实验报告原理(3篇)
第1篇一、实验背景牛顿环实验是光学中的一个经典实验，通过观察和分析牛顿环现象，可以深入了解光的干涉原理，并应用于测量透镜的曲率半径等实际应用中。
牛顿环实验的核心原理是等厚干涉现象，即在薄膜层厚度相同的位置，光波发生干涉，形成明暗相间的条纹。
二、实验原理1. 牛顿环的形成牛顿环实验装置主要由一块曲率半径较大的平凸透镜和一块光学玻璃平板组成。
当平凸透镜的凸面与平板接触时，在接触点附近形成一层空气膜。
当平行单色光垂直照射到牛顿环装置上时，光在空气膜的上、下表面反射，形成两束光波。
这两束光波在空气膜上表面相遇，产生干涉现象。
2. 等厚干涉现象在牛顿环装置中，空气膜的厚度从中心到边缘逐渐增加。
由于空气膜厚度相同的位置对应于同一干涉条纹，因此这种现象称为等厚干涉。
根据等厚干涉原理，厚度相同的位置，光程差也相同，从而形成明暗相间的干涉条纹。
3. 牛顿环的干涉条件在牛顿环装置中，光在空气膜上、下表面反射的两束光波发生干涉，干涉条件为：Δ = mλ其中，Δ为光程差，m为干涉级次，λ为光波长。
4. 牛顿环的半径与透镜曲率半径的关系设牛顿环装置中第m级暗环的半径为rk，透镜的曲率半径为R，空气膜厚度为e，则有：rk^2 = R^2 - e^2由上式可知，通过测量牛顿环的半径rk，可以计算出透镜的曲率半径R。
三、实验步骤1. 准备实验装置，包括牛顿环仪、钠光灯、凸透镜、平板玻璃等。
2. 将牛顿环仪放置在实验台上，调整透镜与平板玻璃之间的距离，使牛顿环清晰可见。
3. 打开钠光灯，调整显微镜的焦距，使牛顿环图像清晰。
4. 测量第m级暗环的半径rk，重复多次测量，求平均值。
5. 根据测量结果，利用上述公式计算透镜的曲率半径R。
四、实验结果与分析通过实验测量，可以得到一系列牛顿环的半径rk。
根据实验原理，可以计算出透镜的曲率半径R。
通过对比实际值与测量值，可以分析实验误差，并探讨提高实验精度的方法。
五、实验结论牛顿环实验是一种经典的干涉实验，通过观察和分析牛顿环现象，可以深入了解光的干涉原理，并应用于测量透镜的曲率半径等实际应用中。
牛顿环试验报告
牛顿环试验报告牛顿环试验报告一、实验目的本实验旨在通过使用牛顿环仪器，观察等厚干涉现象，验证光的波动性质，加深对光的干涉原理的理解。
二、实验原理牛顿环实验是基于光的等厚干涉原理进行的。
当一束平行光照射在具有微小凸起的透明平板上时，光线在平板上下表面反射后产生干涉。
当平板的凸起高度满足特定条件时，即光程差为波长的整数倍，就会产生明亮的干涉环，这就是牛顿环现象。
三、实验步骤1.准备实验器材：牛顿环仪器、钠光灯、显微镜、测微尺等。
2.打开钠光灯，调整显微镜焦距，使显微镜能够清晰地观察到牛顿环现象。
3.将牛顿环仪器放置在显微镜载物台上，调整仪器与显微镜之间的距离，使显微镜能够清晰地观察到牛顿环现象。
4.观察并记录实验现象：可以看到一系列明暗相间的同心圆环，即牛顿环。
使用测微尺测量各个明亮环的直径，并记录数据。
5.分析实验数据：根据测量的各个明亮环的直径，计算平板的凸起高度，进而计算光程差。
将光程差与波长进行比较，验证光的波动性质。
6.清理实验器材：关闭钠光灯，将显微镜和牛顿环仪器归位，整理实验场地。
四、实验结果通过观察牛顿环现象，我们发现了一系列明暗相间的同心圆环。
使用测微尺测量各个明亮环的直径，记录数据如下表所示：程差与波长进行比较，我们发现光程差是波长的整数倍，这验证了光的波动性质。
五、实验结论通过本次实验，我们观察到了牛顿环现象，记录了实验数据并进行了分析。
实验结果表明，光在传播过程中具有波动性质，光程差是波长的整数倍时会产生明亮的干涉环。
这次实验加深了我们对光的干涉原理的理解，验证了光的波动性质。
同时，我们也锻炼了自己的动手能力和分析能力，提高了自己的科学素养。
牛顿环实验报告范文
牛顿环实验报告范文1. 引言牛顿环实验是经典的分波前实验，通过观察光在透明介质和光源之间的空气受到透镜施加的相位差变化，来研究光的干涉现象和光的波动性质。
本实验旨在通过测量牛顿环的半径，计算出空气的折射率，进一步验证波动光学理论。
2. 实验原理当平行光透过探测物体面和透镜反射面的交界处时，产生环状的干涉条纹，即牛顿环。
牛顿环的边缘位置可以用以下公式描述：r^2 = m \cdot \lambda \cdot R其中，r是边缘距离到光源的距离，m是环数，\lambda是光的波长，R是试片半径。
由此可以计算出空气的折射率：n = \frac{R}{t} \cdot \left( \frac{r^2 - r_0^2}{m \cdot \lambda} \right)其中，n是空气的折射率，t是试片的厚度，r_0是中央暗环的半径。
3. 实验步骤3.1 实验器材和材料- 牛顿环实验装置- 透明试片- 光源- 透镜- 放大镜- 三角支架- 光屏3.2 实验步骤1. 将牛顿环实验装置安装在三角支架上，保证光路垂直和平行。
2. 加入透明试片，调整透镜位置，观察牛顿环出现。
3. 改变试片位置，调整光源位置，观察不同条件下的牛顿环。
4. 用放大镜观察并记录边缘的环数。
5. 测量中央暗环的半径。
6. 根据实验原理中的公式计算出空气的折射率。
4. 实验数据和结果4.1 数据记录记录了不同试片位置和光源位置下的牛顿环的环数和中央暗环的半径。
4.2 数据处理和分析根据公式计算出不同条件下的空气折射率，并绘制图表进行分析和比较。
5. 实验讨论通过实验数据的分析，可以获得与理论值接近的空气折射率。
然而，在实际实验过程中，可能存在一些误差来源，如测量误差、环境干扰等。
为了进一步提高实验结果的准确性，可以采取以下措施：1. 使用更高精度的测量仪器，以减少测量误差。
2. 在实验过程中避免环境干扰，如降低室内光线强度。
3. 增加实验重复次数，取平均值以减少随机误差。
牛顿环物理实验报告
一、实验目的1. 观察光的等厚干涉现象，了解干涉条纹的特点。
2. 学习利用干涉现象测量透镜的曲率半径。
3. 理解牛顿环的成因及其在光学测量中的应用。
二、实验原理牛顿环是一种典型的等厚干涉现象。
当一束单色光垂直照射到平凸透镜与平板之间形成的空气薄层时，光在空气薄层上下表面反射后发生干涉，形成一系列明暗相间的同心圆环，称为牛顿环。
根据干涉原理，当两束光的光程差为波长的整数倍时，发生相长干涉，形成明环；当光程差为半波长的奇数倍时，发生相消干涉，形成暗环。
设空气薄层厚度为d，入射光的波长为λ，则对于第k级明环和暗环，有：- 明环：2d = kλ- 暗环：2d = (k + 1/2)λ通过测量牛顿环的直径，可以计算出透镜的曲率半径。
设第k级明环的直径为D，则曲率半径R与D的关系为：R = (kλ)² / D三、实验仪器1. 牛顿环仪2. 平面玻璃板3. 凸透镜4. 钠光灯5. 读数显微镜6. 秒表四、实验步骤1. 将牛顿环仪调整至水平状态，并将平面玻璃板放置在仪器的支架上。
2. 将凸透镜放置在玻璃板上，使其凸面与玻璃板接触。
3. 打开钠光灯，调整其高度，使光线垂直照射到牛顿环仪上。
4. 使用读数显微镜观察牛顿环，记录下第k级明环和暗环的直径D。
5. 重复步骤4，记录多组数据。
五、数据处理1. 根据实验数据，计算第k级明环和暗环的厚度d。
2. 利用公式R = (kλ)² / D，计算透镜的曲率半径R。
3. 求出所有数据的平均值，作为最终结果。
六、实验结果与分析通过实验，我们观察到了牛顿环的等厚干涉现象，并成功测量了透镜的曲率半径。
实验结果表明，牛顿环的直径与透镜的曲率半径之间存在一定的关系，验证了实验原理的正确性。
七、实验结论1. 牛顿环实验是一种简单易行的光学干涉实验，可以用于观察光的等厚干涉现象。
2. 利用牛顿环可以测量透镜的曲率半径，具有很高的精度。
3. 牛顿环实验在光学测量和光学仪器制造等领域具有广泛的应用。
大学物理实验报告牛顿环
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2.正确使用读书显微镜，学习用逐差法处理数据。
二、实验仪器牛顿环仪，读数显微镜，钠光灯，入射光调节架。
三、实验原理如图所示，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，即此外，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?，与之对应的光程差为?/2，所以相干的两条光线还具有?/2的附加光程差，总的光程差为当?满足条件（1）（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相对于22Rek是一个小量，可以忽略，所以上式可以简化为（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。
大学物理实验牛顿环
589 .3 0.2nm ， m n 30
环的级别 环的位置
(mm) 环的直径
(mm) 环的级别 环的位置
(mm) 环的直径
(mm)
(dm2 dn2 )
m
50
49
右 18.892 18.929
左 29.175 29.131
dm
10.283 10.202
n
20
19
右 20.665 20.749
1
2
mn
m2 n2
(dm2 dn2 ) dm2 dn2
2
其中， 589.3 0.2nm ， m n 0.1 ，m n 30 ，
(dm2dn2)
1n n 1 i1
dm2 dn2 i dm2 dn2
2
数据处理举例
用牛顿环测量透镜的曲率半径
牛顿环编号：5#
R
R
2
1
2
mn
m2 n2
(dm2 dn2 ) dm2 dn2
2
0.2 589.3
2
1 30.02
0.12 0.12
0.22
2
60.90
1.15107 2.22105 1.31105
0.0060
R
R R R
861 0.0060 （ 6 mm）
R R R （861 6）mm
左 27.389 27.300
dn
6.724 6.551
(mm2) 60.53 61.16
m n 0.1
48 18.977 29.069 10.092
47 19.029 29.019 9.990
46 19.082 28.967 9.885
18 20.825 27.228 6.403
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组号：；姓名
λ=
环的级数
m
24
23
22
21
20
19
18
17
16
15
环的位置
右侧
(mm)
左侧
(mm)
环的直径Dm
mm
Dm2
mm2
环的级数
n
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
环的位置
右侧
(mm)
左侧
(mm)
环的直径Dn
mm
Dn2
mm2
Dm2-Dn2
mm2
R=(Dm2-Dn2)/4(m-n)λ
m
得分
教师签名
批改日期
深 圳 大 学 实 验 报 告
课程名称：_大学物理实验_____________________
实验名称：
学院：信息工程学院
指导教师：
报告人：黄志宇组号：02
学号**********实验地点科技楼90
实验时间：2013年月日
提交时间：
一、实验目的
二、实验原理
三、实验仪器：
四、实验内容和步骤：
△R
m
六、数据处理：
七、结果陈述：
八、实验总结与思考题
指导教师批阅意见：
成绩评定：
预习
（20分）
操作及记录
（50分）
数据处理与结果陈述20分
实验总结与思考题
10分
报告整体
印象
总分
五、数据记录：
组号：；姓名
λ=
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20Biblioteka 19181716
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环的直径Dm
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R=(Dm2-Dn2)/4(m-n)λ
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