实验报告

姓名：张伟楠      班级： F0703028    学号： 5070309108   实验成绩：

同组姓名：张少典     实验日期：08.03.24     指导教师：       批阅日期：

用CCD成像系统观测牛顿环

 

【实验目的】

1. 在进一步熟悉光路调整的基础上，用透射镜观察等厚干涉现象----牛顿环；

2. 学习利用干涉现象测量平凸透镜的曲率半径。

【实验原理】

.::实验预习::.

图1 透射式牛顿环原理图   来源 上海交通大学 物理实验中心

牛顿环仪是由一块曲率半径较大的平凸透镜放在光学平玻璃上构成，平玻璃表面与凸透镜球面之间形成

一楔形的空气间隙．当用平行光照射牛顿环仪时，在球面与平玻璃接触点周围就形成了同心圆干涉环———牛顿环．我们可以用透射光来观察这些干涉环，由于空气隙的边界表面是弯曲的，干涉环之间的间距是不等的．

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等厚干涉——牛顿环

    【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，并测得第级暗环的半径，则可求得透镜的曲率半径。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、，有

                

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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。

   

         图（4）牛顿环装置                        图（5）牛顿环

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牛顿环

目录：

实验题目…………………………１

实验目的…………………………２

实验仪器…………………………３

实验原理…………………………４

实验步骤…………………………５

实验数据记录……………………６

实验数据处理……………………７

实验误差分析……………………８

一,实验题目：牛顿环

二,实验目的：1，练习平凹镜曲率半径的测定方法。

          2，观察等厚现象,考察其特点。

          3，学习使用读数显微镜。

三,实验仪器：

1，牛顿环支架                                     6，二维平移底座

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实验题目：用牛顿环测平凸透镜的曲率半径

目的：

1、通过对牛顿环图象的观察和测量，加深对等厚干涉的理解。

2、学习通过牛顿环法测量透镜曲率半径的方法。

  要求：

    学会使用读数显微镜并通过牛顿环法测量透镜的曲率半径。

仪器：牛顿环仪、钠光灯、读数显微镜

原理：将一曲率半径较大的平凸透镜的凸面与一块平面玻璃接触时，在凸面与平面之间就形成了一个自接触点O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存在着确定的光程差，因而在它们相叠加的地方（透镜凸面附近）就会产生以O点为中心的明暗相间的同心圆环，见下图一、图二，这种干涉现象称为牛顿环。

 

                                                       R

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 等厚干涉——牛顿环实验报告

【关键词】牛顿环、光的干涉现象

【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；

【实验原理】

通常将同一光源发出的光分成两束光，在空间经过不同的路程后合在一起产生干涉。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， 在两个表面之间形成一劈尖状空气薄层。以凸面为例，当单色光垂直入射时，在透镜表面相遇时就会 发生干涉现象，空气膜厚度相同的地方形成相同的干涉条纹，这种干涉称作等厚干涉。 在干涉条纹是以接触点为中心的一系列明暗相间的同心圆环，称牛顿环。

相关计算：由于透镜表面B点处的反射光1和玻璃板表面C点的反射光2在B点出发生干涉，在该处产生等厚干涉条纹。按照波动理论，设形成牛顿环处空气薄层厚度为d，两束相干光的光程差为：

△=2d + λ/ 2 = kλ

当适合下列条件时有

△ =2d + λ/ 2 = kλ　---------（1）　　　　( K = 1，2，3，... 明环)

△ =2d + λ/ 2 = (2k+1)λ/2---------（2）　( K = 1，2，3，... 暗环)

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大学物理仿真实验实验报告

牛顿环测量曲率半径实验

土木21班

实验名称：牛顿环测量曲率半径实验

1.实验目的:

1 观察等厚干涉现象，理解等厚干涉的原理和特点

2 学习用牛顿环测定透镜曲率半径

3 正确使用读数显微镜，学习用逐差法处理数据

2.实验仪器:

读数显微镜，钠光灯，牛顿环，入射光调节架

3.实验原理

图1

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

（1）

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实验报告

姓       名：张少典         班       级：F0703028              学       号：5070309061  实验成绩：

同组姓名：张伟楠         实验日期：2008/03/24          指导老师：                         批阅日期：

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