實驗中為什麼要測牛頓環的直徑,而不是半徑?

2025-03-12 21:10:15 字數 2868 閱讀 2699

1樓:關關說教育

因為牛頓環中心的圓點並非絕對的乙個點,它其實也是一系列同心圓。放大倍數過高會導致你能看清這些圓,從而無法確定環的干涉級數。實驗室中一般放大倍數在30到50倍之間。

牛頓環實驗是這樣的:取來兩塊玻璃體,一塊是14英呎望遠鏡用的平凸鏡,另一塊是50英呎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乙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,併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。

2樓:府樹花雪書

因為牛頓環的中心不是乙個規則的圓點,不容易找到,所以測直徑而不測半徑可以減小實驗誤差。

牛頓環的曲率半徑大概為多少?

3樓:刺任芹

明環半徑 r=根號下((k - 1/2)rλ) k=1,2,3...n);

暗環半徑 r=根號下(krλ) k=1,2,3...n);

其中k代表第幾條牛頓環,r代表凸透鏡的曲率半徑,由公式可知 r 越大環的半徑越大。(r越小則凸透鏡彎曲的越厲害)λ越大半徑也越大。

用牛頓環測量透鏡的曲率半徑

4樓:仨喵與拾柒

用牛頓環測量透鏡的曲率半徑如下:

在牛頓環試驗中,透鏡的曲率半徑設為r,則對於第級條紋,根據光的干涉條件,它應該滿足乙個等式,也就是d*d=4*k*r*波長。光的干涉是光的波動性的一種表現。若將同一點光源發出的光分成兩束,讓它們各經不同路徑後再相會在一起,當光程差小於光源的相干長度,一般就會產生干涉現象。

干涉現象在科學研究和工業技術上有著廣泛的應用,如測量光波的波長,精確地測量長度、厚度和角度,檢驗試件表面的光潔度,研究機械零件內應力的分佈以及在半導體技術中測量矽片上氧化層的厚度等。牛頓環、劈尖是其中十分典型的例子,它們屬於用分振幅的方法產生的干涉現象,也是典型的等厚干涉條紋。

實驗原理:

牛頓環屬於分振幅法雙光束干涉的乙個典型,這種干涉現象最早為牛頓發現,因而這種干涉圓環被稱之為牛頓環。牛頓環在實際工作中通常用來測量透鏡的曲率半徑,或用來檢查物體的平面度。

當一曲率半徑很大的平凸透鏡的凸面與一平玻璃板的精磨光面相接觸時,則在透鏡與平玻璃之間形成一層空氣薄膜,離接觸點距離不同的地方,空氣層的厚度不一樣,但離接觸點等距離的地方,厚度相同,等厚膜的軌跡是以接觸點為中心的同心圓。

牛頓環測透鏡的曲率半徑實驗中為什麼測牛頓環的直徑而不測半徑

5樓:東方譽

因為牛頓環是乙個整體,形狀類似於半球形,不過很扁,就是凸透鏡從中間分成兩塊扁的半球面,測量時量的就是平面一側圓的直徑,對於圓形來說,測直徑的方法更簡單。

牛頓環實驗中用測量弦長代替直徑的條件是什麼

6樓:網友

s=θ*d/2) s是θ角對應的弦長,d是直徑 θ=2

牛頓環法測曲率半徑的實驗報告

7樓:小丁說教育

用牛頓環測量透鏡的曲率半徑。

1、觀察光的等厚干涉現象,瞭解干涉條紋特點。

2、利用干涉原理測透鏡曲率半徑。

3、學習用逐差法處理實驗資料的方法。

三、實驗儀器:

牛頓環裝置(其中透鏡的曲率未知)、鈉光燈(波長為讀數顯微鏡(附有反射鏡)。

四、實驗原理:

將一塊曲率半徑r較大的平凸透鏡的凸面放在乙個光學平板玻璃上,使平凸透鏡的球面aob與平面玻璃cd面相切於o點,組成牛頓環裝置,如圖所示,則在平凸透鏡球面與平板玻璃之間形成乙個以接觸點o為中心向四周逐漸增厚的空氣劈尖。當單色平行光束近乎垂直地向ab面入射時,一部分光束在aob面上反射,一部分繼續前進,到cod面上反射。這兩束反射光在aob面相遇,互相干涉,形成明暗條紋。

由於aob面是球面,與o點等距的各點對o點是對稱的,因而上述明暗條紋排成如圖所示的明暗相間的圓環圖樣,在中心有一暗點(實際觀察是乙個圓斑),這些環紋稱為牛頓環。

五、實驗步驟

調整測量裝置。

用眼睛在牛頓環裝置上方觀察,若環中心不是黑斑或黑斑偏離中部太遠,可以輕輕對牛頓環框架螺釘進行調節(切勿用力過大,以免損壞透鏡)。

啟動鈉光燈,讓讀數顯微鏡上的45°反射片對著鈉光燈,然後調節反射片的傾斜度(實驗用的顯微鏡已裝在物鏡頭上),使顯微鏡視場中亮度最大。

將顯微鏡對準牛頓環裝置正表面調焦,找到清晰的牛頓環,注意調焦時使物鏡接近牛頓環裝置(不要相碰),緩慢扭動調節手輪,使顯微鏡自下而上緩慢地上公升,直到看清楚干涉條紋為止。

輕輕地移動牛頓環裝置的位置,使條紋中心大致對準叉絲,且當測微手輪轉動移動叉絲時,叉絲與圓環相切。如叉絲傾斜可調節顯微鏡的目鏡筒。調節後,在實驗過程中不能再動牛頓環裝置。

觀察干涉條紋的分佈特徵:

注意觀察當環心暗紋和叉絲左右移動時條紋間隔的變化,並注意條紋級數的計算。

測量牛頓環的直徑。

從環心(暗斑)開始,轉動測微手輪。一邊轉動,一邊數出暗紋的級數。例如,數到第m+2環後,反方向轉動測微手輪,使十字叉絲交點對準第m條暗紋的中間,從顯微鏡的主尺和測微手輪上的遊標刻度記下讀數。

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