牛頓環實驗裝置

Ⅰ 牛頓環的實驗原理什麼

牛頓環的實驗原理
衍射，當遮光物體很小時， 大小可以和波長相比較時， 就會發生衍射現象。 當波峰與波峰相遇時， 即為亮點 ， 波峰與波谷相遇時， 極為暗點。
牛頓環儀是由一塊曲率半徑較大的平凸透鏡，和一塊光學平面玻璃片所組成的器件。在平凸透鏡的凸面與玻璃片之間，有一空氣薄層其厚度由中心接觸點到邊緣逐漸增大。若以平行單色光S垂直照射，則經空氣層上下表面反射的兩束光線有一光程差，在平凸透鏡凸面相遇後，將發生干涉。用讀數顯微鏡觀察，便可以清楚的看到中心為一小暗斑，周圍是明暗相間寬度逐漸減小的許多同心圓環。此即等厚干涉條紋。這種等厚環形干涉條紋稱為牛頓環。
實驗具體內容與要求
1、 接通鈉光源，預熱5分鍾後，使讀數顯微鏡物鏡對准牛頓環的中央部分。
2、 調節讀數顯微鏡，看到清楚的明暗條紋，且條紋與叉絲無視差。
3、 將牛頓環調整在量程范圍內，然後用右手反轉副齒輪，將十字叉絲移到右35暗環時再用右手正轉，使叉絲開始向左推進，直到縱絲壓到第30暗環環紋中央，記下顯微鏡讀數即該暗環標度X30,再緩慢轉動副齒輪，使縱絲依次對准第25、20、15、10等暗環環紋中央，記下每次暗環的標度X25, X20, X15, X10。
4、 繼續轉動副齒輪，使縱絲經過牛頓環中心暗斑到另一方，對准第10～30環，依次記下相應的標度X10，, X15，, X20，, X25，, X30，。
5、 算出相應的暗環直徑，再計算R20-10, R25-15, R30-20,最後算出R即可。

Ⅱ 用本實驗裝置觀察牛頓環的實驗中是如何使等厚條紋的產生條件得到近似的滿足的

通過反光鏡反光將光垂直射入牛頓環，調節顯微鏡觀察出干涉條紋

Ⅲ 牛頓環的環實驗

牛頓環實驗是這樣的：取來兩塊玻璃體，一塊是14英尺望遠鏡用的平凸鏡，另一塊是50英尺左右望遠鏡用的大型雙凸透鏡。在雙凸透鏡上放上平凸鏡，使其平面向下，當把玻璃體互相壓緊時，就會在圍繞著接觸點的周圍出現各種顏色，形成色環。於是這些顏色又在圓環中心相繼消失。在壓緊玻璃體時，在別的顏色中心最後現出的顏色，初次出現時看起來像是一個從周邊到中心幾乎均勻的色環，再壓緊玻璃體時，這色環會逐漸變寬，直到新的顏色在其中心現出。如此繼續下去，第三、第四、第五種以及跟著的別種顏色不斷在中心現出，並成為包在最內層顏色外面的一組色環，最後一種顏色是黑點。反之，如果抬起上面的玻璃體，使其離開下面的透鏡，色環的直徑就會偏小，其周邊寬度則增大，直到其顏色陸續到達中心，後來它們的寬度變得相當大，就比以前更容易認出和訓別它們的顏色了。
牛頓測量了六個環的半徑（在其最亮的部分測量），發現這樣一個規律：亮環半徑的平方值是一個由奇數所構成的算術級數，即1、3、5、7、9、11，而暗環半徑的平方值是由偶數構成的算術級數，即2、4、6、8、10、12。例凸透鏡與平板玻璃在接觸點附近的橫斷面，水平軸畫出了用整數平方根標的距離：√1=1√2=1.41,√3=1.73,√4=2,√5=2.24等等。在這些距離處，牛頓觀察到交替出現的光的極大值和極小值。從圖中看到，兩玻璃之間的垂直距離是按簡單的算術級數，1、2、3、4、5、6……增大的。這樣，知道了凸透鏡的半徑後，就很容易算出暗環和亮環處的空氣層厚度，牛頓當時測量的情況是這樣的：用垂直入射的光線得到的第一個暗環的最暗部分的空氣層厚度為1/189000英寸，將這個厚度的一半乘以級數1、3、5、7、9、11，就可以給出所有亮環的最亮部分的空氣層厚度，即為1/178000,3/178000,5/178000,7/178000……它們的算術平均值2/178000,4/178000,6/178000……等則是暗環最暗部分的空氣層厚度。
牛頓環裝置產生的干涉暗環半徑為√(kRλ) ，其中k=0,1,2……
牛頓還用水代替空氣，從而觀察到色環的半徑將減小。他不僅觀察了白光的干涉條紋，而且還觀察了單色光所呈現的明間相間的干涉條紋。
牛頓環裝置常用來檢驗光學元件表面的准確度．如果改變凸透鏡和平板玻璃間的壓力，能使其間空氣薄膜的厚度發生微小變化，條紋就會移動。用此原理可以精密地測定壓力或長度的微小變化。
按理說，牛頓環乃是光的波動性的最好證明之一，可牛頓卻不從實際出發，而是從他所信奉的微粒說出發來解釋牛頓環的形成。他認為光是一束通過窨高速運動的粒子流，因此為了解釋牛頓環的出現，他提出了一個「一陣容易反射，一陣容易透射」的復雜理論。根據這一理論，他認為;「每條光線在通過任何折射面時都要進入某種短暫的狀態，這種狀態在光線得進過程中每隔一定時間又復原，並在每次復原時傾向於使光線容易透過下一個折射面，在兩次復原之間，則容易被下一個折射面的反射。」他還把每次返回和下一次返回之間所經過的距離稱為「陣發的間隔」。實際上，牛頓在這里所說的「陣發的間隔」就是波動中所說的「波長」。為什麼會這樣呢？牛頓卻含糊地說：「至於這是什麼作用或傾向，它就是光線的圓圈運動或振動，還是介質或別的什麼東西的圓圈運動或振動，我這里就不去探討了。」
牛頓環儀是由曲率半徑為R的待測平凸透鏡L和玻璃平板P疊裝在金屬框架F中構成，如下右圖所示。框架邊上有三個螺釘H，用來調節L和P之間的接觸，以改變干涉條紋的形狀和位置。調節H時，螺釘不可旋得過緊，以免接觸壓力過大引起玻璃透鏡迸裂、破損。右圖為牛頓環實物圖。 判斷透鏡表面凸凹、精確檢驗光學元件表面質量、測量透鏡表面曲率半徑和液體折射率。
應用於光譜儀、把復合光分離成單色光的組成。

Ⅳ 等厚干涉牛頓環實驗設計的原理在實驗裝置中是如何實現的

牛頓來環實驗是大學物理實自驗中理論和實驗結合得比較緊密的實驗，相關實驗原理在大學物理理論課上有相關的章節，如何依據原理完成測量是實驗要完成的任務，從而也體現了理論和實驗的側重點不同。牛頓環實驗中形成的是等厚干涉條紋，是以中心接觸點為圓心的同心圓，干涉條紋的半徑與干涉級數、入射光的波長以及平凸透鏡的曲率半徑有關，在已知入射光波長的情況下，可以通過測量不同級數的條紋半價來測量曲率半徑，實驗中為提高測量精度實際測量的是條紋直徑，並且考慮到條紋級數難以精確確定，對測量公式進行了一定的調整，盡管如此實驗最終直接測量還是不同序數的干涉條紋與左側以及右側相切時的位置，實驗裝置為了完成這個測量用的是讀數顯微鏡。

Ⅳ 將牛頓環實驗裝置放到白光下觀察,此時的條文有何特徵為什麼

明暗相間的同心圓.這有什麼好問的…
就是中間的那個兩點大些.這就是驗證波長的那個什麼特點的.現象就是上面的,原理在書上,兩句話.木有了

Ⅵ 牛頓環實驗中，產生中央條紋的兩束光光程差為多少中央條紋是亮紋還

一般實驗中使用的牛頓環裝置，在中央會是一個暗點。
因為一般的牛頓環版裝置是兩層玻璃加一層空權氣薄膜產生的薄膜干涉，反射光的光程差需要加上半波損失，所以當中心位置，波膜厚度為零的時候，正好對應的0級暗紋的條件。

但是，如果是三層不同的介質組成的牛頓環裝置，折射率依次增加或者減小，這樣產生的牛頓環，中心就會是一個亮點。

Ⅶ 把一凸透鏡放在平玻璃上方(初始未接觸),構成牛頓環實驗裝置,當凸透鏡慢慢向下

條紋向中心收縮,中心處的條紋不斷消失,邊緣不斷的產生新條紋

Ⅷ 牛頓環實驗中,其他實驗過程不變,只是將實驗裝置浸泡在水中,下列說法正確的是

正確的答案是選（D）中心為暗紋，條紋變密。
因為水替代空氣，水的折射率大於空氣，與玻璃的折射率差變小，使環的半徑變小（變密）。

Ⅸ 牛頓環實驗是為了證明什麼

又稱「牛頓圈」。光的一種干涉圖樣，是一些明暗相間的同心圓環。例如用一個曲率半徑很大的凸透鏡的凸面和一平面玻璃接觸，在日光下或用白光照射時，可以看到接觸點為一暗點，其周圍為一些明暗相間的彩色圓環；而用單色光照射時，則表現為一些明暗相間的單色圓圈。這些圓圈的距離不等，隨離中心點的距離的增加而逐漸變窄。它們是由球面上和平面上反射的光線相互干涉而形成的干涉條紋。在加工光學元件時，廣泛採用牛頓環的原理來檢查平面或曲面的面型准確度。在牛頓環的示意圖上，B為底下的平面玻璃，A為平凸透鏡，其與平面玻璃的接觸點為O，在O點的四周則是平面玻璃與凸透鏡所夾的空氣氣隙。當平行單色光垂直入射於凸透鏡的平表面時。在空氣氣隙的上下兩表面所引起的反射光線形成相干光。光線在氣隙上下表面反射（一是在光疏媒質面上反射，一是在光密媒質面上反射）。

一種光的干涉圖樣．是牛頓在1675年首先觀察到的．將一塊曲率半徑較大的平凸透鏡放在一塊玻璃平板上，用單色光照射透鏡與玻璃板，就可以觀察到一些明暗相同的同心圓環．圓環分布是中間疏、邊緣密，圓心在接觸點O．從反射光看到的牛頓環中心是暗的，從透射光看到的牛頓環中心是明的．若用白光入射．將觀察到彩色圓環．牛頓環是典型的等厚薄膜干涉．平凸透鏡的凸球面和玻璃平板之間形成一個厚度均勻變化的圓尖劈形空氣簿膜，當平行光垂直射向平凸透鏡時，從尖劈形空氣膜上、下表面反射的兩束光相互疊加而產生干涉．同一半徑的圓環處空氣膜厚度相同，上、下表面反射光程差相同，因此使干涉圖樣呈圓環狀．這種由同一厚度薄膜產生同一干涉條紋的干涉稱作等厚干涉．
牛頓在光學中的一項重要發現就是"牛頓環"。這是他在進一步考察胡克研究的肥皂泡薄膜的色彩問題時提出來的。
具體的, 牛頓環實驗是這樣的：取來兩塊玻璃體，一塊是１４英尺望遠鏡用的平凸鏡，另一塊是５０英尺左右望遠鏡用的大型雙凸透鏡。在雙凸透鏡上放上平凸鏡，使其平面向下，當把玻璃體互相壓緊時，就會在圍繞著接觸點的周圍出現各種顏色，形成色環。於是這些顏色又在圓環中心相繼消失。在壓緊玻璃體時，在別的顏色中心最後現出的顏色，初次出現時看起來像是一個從周邊到中心幾乎均勻的色環，再壓緊玻璃體時，這色環會逐漸變寬，直到新的顏色在其中心現出。如此繼續下去，第三、第四、第五種以及跟著的別種顏色不斷在中心現出，並成為包在最內層顏色外面的一組色環，最後一種顏色是黑點。反之，如果抬起上面的玻璃體，使其離開下面的透鏡，色環的直徑就會偏小，其周邊寬度則增大，直到其顏色陸續到達中心，後來它們的寬度變得相當大，就比以前更容易認出和訓別它們的顏色了。
牛頓測量了六個環的半徑（在其最亮的部分測量），發現這樣一個規律：亮環半徑的平方值是一個由奇數所構成的算術級數，即１、３、５、７、９、１１，而暗環半徑的平方值是由偶數構成的算術級數，即２、４、６、８、１０、１２。例凸透鏡與平板玻璃在接觸點附近的橫斷面，水平軸畫出了用整數平方根標的距離：√１＝１√２＝１.41,√3=1.73,√4=2,√5=2.24等等。在這些距離處，牛頓觀察到交替出現的光的極大值和極小值。從圖中看到，兩玻璃之間的垂直距離是按簡單的算術級數，１、２、３、４、５、６……增大的。這樣，知道了凸透鏡的半徑後，就很容易算出暗環和亮環處的空氣層厚度，牛頓當時測量的情況是這樣的：用垂直入射的光線得到的第一個暗環的最暗部分的空氣層厚度為１/189000英寸，將這個厚度的一半乘以級數１、３、５、７、９、１１，就可以給出所有亮環的最亮部分的空氣層厚度，即為１/178000,3/178000,5/178000,7/178000……它們的算術平均值2/178000,4/178000,6/178000……等則是暗環最暗部分的空氣層厚度。
牛頓還用水代替空氣，從而觀察到色環的半徑將減小。他不僅觀察了白光的干涉條紋，而且還觀察了單色光所呈現的明間相間的干涉條紋。

牛頓環裝置常用來檢驗光學元件表面的准確度．如果改變凸透鏡和平板玻璃間的壓力，能使其間空氣薄膜的厚度發生微小變化，條紋就會移動．用此原理可以精密地測定壓力或長度的微小變化．

按理說，牛頓環乃是光的波動性的最好證明之一，可牛頓卻不從實際出發，而是從他所信奉的微粒說出發來解釋牛頓環的形成。他認為光是一束通過窨高速運動的粒子流，因此為了解釋牛頓環的出現，他提出了一個「一陣容易反射，一陣容易透射」的復雜理論。根據這一理論，他認為;「每條光線在通過任何折射面時都要進入某種短暫的狀態，這種狀態在光線得進過程中每隔一定時間又復原，並在每次復原時傾向於使光線容易透過下一個折射面，在兩次復原之間，則容易被下一個折射面的反射。」他還把每次返回和下一次返回之間所經過的距離稱為「陣發的間隔」。實際上，牛頓在這里所說的「陣發的間隔」就是波動中所說的「波長」。為什麼會這樣呢？牛頓卻含糊地說：「至於這是什麼作用或傾向，它就是光線的圓圈運動或振動，還是介質或別的什麼東西的圓圈運動或振動，我這里就不去探討了。」
因此，牛頓雖然發現了牛頓環，並做了精確的定量測定，可以說已經走到了光的波動說的邊緣，但由於過分偏愛他的微粒說，始終無法正確解釋這個現象。事實一，這個實驗倒可以成為光的波動說的有力證據之一。直到１９世紀初，英國科學家托馬斯·楊才用光的波動說完滿地解釋了牛頓環實驗。