A. 牛顿环 大学物理实验思考题。。。急
1.由于光的波动性,因此光不是绝对直线传播的,总有光会漏到牛顿环装置上的,所以能观察到牛顿环,并且玻璃片角度越偏向45度,牛顿环越明显(做实验调试装置时你就应该感觉到了)。牛顿环是等厚干涉,2nhcosα+λ/2=mλ。所以当α入射角是一定的时候,对于相同厚度h,干涉级是一样的,还是同心圆环。
2这个问题书上有公式(第273页21-4),你抄一下公式就可以了。
B. 牛顿环测透镜的曲率半径实验中为什么测牛顿环的直径而不测半径
因为半径R只与测定各环的环数差有关,无须确定各环级数。显微镜是用来读环数的,在计算中可将零误差消去。十字叉在移动过程中必须平行移动。
一个曲率半径很大的凸透镜的凸面和一平面玻璃接触,在日光下或用白光照射时,可以看到接触点为一暗点,其周围为一些明暗相间的彩色圆环;而用单色光照射时,则表现为一些明暗相间的单色圆圈。
这些圆圈的距离不等,随离中心点的距离的增加而逐渐变窄。它们是由球面上和平面上反射的光线相互干涉而形成的干涉条纹。
(2)大学物理实验牛顿环为什么读扩展阅读:
牛顿虽然发现了牛顿环,并做了精确的定量测定,可以说已经走到了光的波动说的边缘,但由于过分偏爱他的微粒说,始终无法正确解释这个现象。事实上,这个实验倒可以成为光的波动说的有力证据之一。直到19世纪初,英国科学家托马斯·杨才用光的波动说圆满地解释了牛顿环实验。
应用
判断透镜表面凸凹、精确检验光学元件表面质量、测量透镜表面曲率半径和液体折射率。
在加工光学元件时,广泛采用牛顿环的原理来检查平面或曲面的面型准确度。
应用于光谱仪、把复合光分离成单色光的组成。
C. 什么是牛顿环
牛顿环
开放分类: 自然科学
又称“牛顿圈”。光的一种干涉图样,是一些明暗相间的同心圆环。例如用一个曲率半径很大的凸透镜的凸面和一平面玻璃接触,在日光下或用白光照射时,可以看到接触点为一暗点,其周围为一些明暗相间的彩色圆环;而用单色光照射时,则表现为一些明暗相间的单色圆圈。这些圆圈的距离不等,随离中心点的距离的增加而逐渐变窄。它们是由球面上和平面上反射的光线相互干涉而形成的干涉条纹。在加工光学元件时,广泛采用牛顿环的原理来检查平面或曲面的面型准确度。在牛顿环的示意图上,B为底下的平面玻璃,A为平凸透镜,其与平面玻璃的接触点为O,在O点的四周则是平面玻璃与凸透镜所夹的空气气隙。当平行单色光垂直入射于凸透镜的平表面时。在空气气隙的上下两表面所引起的反射光线形成相干光。光线在气隙上下表面反射(一是在光疏媒质面上反射,一是在光密媒质面上反射)。
一种光的干涉图样.是牛顿在1675年首先观察到的.将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块玻璃平板上,用单色光照射透镜与玻璃板,就可以观察到一些明暗相同的同心圆环.圆环分布是中间疏、边缘密,圆心在接触点O.从反射光看到的牛顿环中心是暗的,从透射光看到的牛顿环中心是明的.若用白光入射.将观察到彩色圆环.牛顿环是典型的等厚薄膜干涉.平凸透镜的凸球面和玻璃平板之间形成一个厚度均匀变化的圆尖劈形空气簿膜,当平行光垂直射向平凸透镜时,从尖劈形空气膜上、下表面反射的两束光相互叠加而产生干涉.同一半径的圆环处空气膜厚度相同,上、下表面反射光程差相同,因此使干涉图样呈圆环状.这种由同一厚度薄膜产生同一干涉条纹的干涉称作等厚干涉.
牛顿在光学中的一项重要发现就是"牛顿环"。这是他在进一步考察胡克研究的肥皂泡薄膜的色彩问题时提出来的。
具体的, 牛顿环实验是这样的:取来两块玻璃体,一块是14英尺望远镜用的平凸镜,另一块是50英尺左右望远镜用的大型双凸透镜。在双凸透镜上放上平凸镜,使其平面向下,当把玻璃体互相压紧时,就会在围绕着接触点的周围出现各种颜色,形成色环。于是这些颜色又在圆环中心相继消失。在压紧玻璃体时,在别的颜色中心最后现出的颜色,初次出现时看起来像是一个从周边到中心几乎均匀的色环,再压紧玻璃体时,这色环会逐渐变宽,直到新的颜色在其中心现出。如此继续下去,第三、第四、第五种以及跟着的别种颜色不断在中心现出,并成为包在最内层颜色外面的一组色环,最后一种颜色是黑点。反之,如果抬起上面的玻璃体,使其离开下面的透镜,色环的直径就会偏小,其周边宽度则增大,直到其颜色陆续到达中心,后来它们的宽度变得相当大,就比以前更容易认出和训别它们的颜色了。
牛顿测量了六个环的半径(在其最亮的部分测量),发现这样一个规律:亮环半径的平方值是一个由奇数所构成的算术级数,即1、3、5、7、9、11,而暗环半径的平方值是由偶数构成的算术级数,即2、4、6、8、10、12。例凸透镜与平板玻璃在接触点附近的横断面,水平轴画出了用整数平方根标的距离:√1=1√2=1.41,√3=1.73,√4=2,√5=2.24等等。在这些距离处,牛顿观察到交替出现的光的极大值和极小值。从图中看到,两玻璃之间的垂直距离是按简单的算术级数,1、2、3、4、5、6……增大的。这样,知道了凸透镜的半径后,就很容易算出暗环和亮环处的空气层厚度,牛顿当时测量的情况是这样的:用垂直入射的光线得到的第一个暗环的最暗部分的空气层厚度为1/189000英寸,将这个厚度的一半乘以级数1、3、5、7、9、11,就可以给出所有亮环的最亮部分的空气层厚度,即为1/178000,3/178000,5/178000,7/178000……它们的算术平均值2/178000,4/178000,6/178000……等则是暗环最暗部分的空气层厚度。
牛顿还用水代替空气,从而观察到色环的半径将减小。他不仅观察了白光的干涉条纹,而且还观察了单色光所呈现的明间相间的干涉条纹。
牛顿环装置常用来检验光学元件表面的准确度.如果改变凸透镜和平板玻璃间的压力,能使其间空气薄膜的厚度发生微小变化,条纹就会移动.用此原理可以精密地测定压力或长度的微小变化.
按理说,牛顿环乃是光的波动性的最好证明之一,可牛顿却不从实际出发,而是从他所信奉的微粒说出发来解释牛顿环的形成。他认为光是一束通过窨高速运动的粒子流,因此为了解释牛顿环的出现,他提出了一个“一阵容易反射,一阵容易透射”的复杂理论。根据这一理论,他认为;“每条光线在通过任何折射面时都要进入某种短暂的状态,这种状态在光线得进过程中每隔一定时间又复原,并在每次复原时倾向于使光线容易透过下一个折射面,在两次复原之间,则容易被下一个折射面的反射。”他还把每次返回和下一次返回之间所经过的距离称为“阵发的间隔”。实际上,牛顿在这里所说的“阵发的间隔”就是波动中所说的“波长”。为什么会这样呢?牛顿却含糊地说:“至于这是什么作用或倾向,它就是光线的圆圈运动或振动,还是介质或别的什么东西的圆圈运动或振动,我这里就不去探讨了。”
因此,牛顿虽然发现了牛顿环,并做了精确的定量测定,可以说已经走到了光的波动说的边缘,但由于过分偏爱他的微粒说,始终无法正确解释这个现象。事实一,这个实验倒可以成为光的波动说的有力证据之一。直到19世纪初,英国科学家托马斯·杨才用光的波动说完满地解释了牛顿环实验。
D. 大学物理实验牛顿环怎么形成
牛顿环是一个薄膜干涉现象。光的一种干涉图样,是一些明暗相间的同心圆环。用一个曲率半径很大的凸透镜的凸面和一平面玻璃接触,在日光下或用白光照射时,可以看到接触点为一暗点,其周围为一些明暗相间的彩色圆环;而用单色光照射时,则表现为一些明暗相间的单色圆圈。这些圆圈的距离不等,随离中心点的距离的增加而逐渐变窄。它们是由球面上和平面上反射的光线相互干涉而形成的干涉条纹。
E. 牛顿环的实验原理什么
牛顿环的实验原理
衍射,当遮光物体很小时, 大小可以和波长相比较时, 就会发生衍射现象。 当波峰与波峰相遇时, 即为亮点 , 波峰与波谷相遇时, 极为暗点。
牛顿环仪是由一块曲率半径较大的平凸透镜,和一块光学平面玻璃片所组成的器件。在平凸透镜的凸面与玻璃片之间,有一空气薄层其厚度由中心接触点到边缘逐渐增大。若以平行单色光S垂直照射,则经空气层上下表面反射的两束光线有一光程差,在平凸透镜凸面相遇后,将发生干涉。用读数显微镜观察,便可以清楚的看到中心为一小暗斑,周围是明暗相间宽度逐渐减小的许多同心圆环。此即等厚干涉条纹。这种等厚环形干涉条纹称为牛顿环。
实验具体内容与要求
1、 接通钠光源,预热5分钟后,使读数显微镜物镜对准牛顿环的中央部分。
2、 调节读数显微镜,看到清楚的明暗条纹,且条纹与叉丝无视差。
3、 将牛顿环调整在量程范围内,然后用右手反转副齿轮,将十字叉丝移到右35暗环时再用右手正转,使叉丝开始向左推进,直到纵丝压到第30暗环环纹中央,记下显微镜读数即该暗环标度X30,再缓慢转动副齿轮,使纵丝依次对准第25、20、15、10等暗环环纹中央,记下每次暗环的标度X25, X20, X15, X10。
4、 继续转动副齿轮,使纵丝经过牛顿环中心暗斑到另一方,对准第10~30环,依次记下相应的标度X10,, X15,, X20,, X25,, X30,。
5、 算出相应的暗环直径,再计算R20-10, R25-15, R30-20,最后算出R即可。
F. 关于牛顿环
牛顿环的原理是随着光学透镜厚度随半径的的逐渐变化 厚度就在0.25倍波长的倍数上奇数倍与偶数倍交替出现 导致透射光与反射光形成一圈圈的亮暗相间的光环
中心的亮暗不是一定的 如果中心的厚度是0.25倍波长的偶数倍 那么反射光是亮的 透射光是暗的 如果是奇数倍 那么反射光是暗的 透射光是亮的
G. 牛顿环实验 为什么说读数显微镜测量的是牛顿环的直径,而不会是放大后的直径
读数显微镜就是拿来测长度的,它的显微镜部分是更清楚地看到被测量物,而读数则是与显微镜的移动有关,测得的数值时实际的大小,而不是像的大小。
因为在测量牛顿环直径的时候,使用是读数显微镜,读数显微镜的镜头移动距离是可以被刻度尺读出来的。在测量牛顿环的时候,将读数显微镜镜头在牛顿环上移动,所以移动的距离就是牛顿环本身的直径。
(7)大学物理实验牛顿环为什么读扩展阅读:
调节读数显微镜,看到清楚的明暗条纹,且条纹与叉丝无视差。
将牛顿环调整在量程范围内,然后用右手反转副齿轮,将十字叉丝移到右35暗环时再用右手正转,使叉丝开始向左推进,直到纵丝压到第30暗环环纹中央,记下显微镜读数即该暗环标度X30,再缓慢转动副齿轮,使纵丝依次对准第25、20、15、10等暗环环纹中央,记下每次暗环的标度X25, X20, X15, X10。
H. 实验中为什么要测牛顿环的直径,而不是半径
因为牛顿环中心的圆点并非绝对的一个点,它其实也是一系列同心圆。放大倍数过高会导致你能看清这些圆,从而无法确定环的干涉级数。实验室中一般放大倍数在30到50倍之间。
牛顿环实验是这样的:取来两块玻璃体,一块是14英尺望远镜用的平凸镜,另一块是50英尺左右望远镜用的大型双凸透镜。在双凸透镜上放上平凸镜,使其平面向下,当把玻璃体互相压紧时,就会在围绕着接触点的周围出现各种颜色,形成色环。
于是这些颜色又在圆环中心相继消失。在压紧玻璃体时,在别的颜色中心最后现出的颜色,初次出现时看起来像是一个从周边到中心几乎均匀的色环,再压紧玻璃体时,这色环会逐渐变宽,直到新的颜色在其中心现出。
如此继续下去,第三、第四、第五种以及跟着的别种颜色不断在中心现出,并成为包在最内层颜色外面的一组色环,最后一种颜色是黑点。反之,如果抬起上面的玻璃体,使其离开下面的透镜,色环的直径就会偏小,其周边宽度则增大,直到其颜色陆续到达中心,后来它们的宽度变得相当大,就比以前更容易认出和训别它们的颜色了。
(8)大学物理实验牛顿环为什么读扩展阅读:
延伸阅读
牛顿虽然发现了牛顿环,并做了精确的定量测定,可以说已经走到了光的波动说的边缘,但由于过分偏爱他的微粒说,始终无法正确解释这个现象。事实上,这个实验倒可以成为光的波动说的有力证据之一。直到19世纪初,英国科学家托马斯·杨才用光的波动说圆满地解释了牛顿环实验。
I. 大学物理实验牛顿环的思考题
1、唉!测的时候只能沿同一方向动,不能进进退退,如果你是从右向左的话,可以先使准线切暗环的外侧,但过了中心又要依次与暗环的内侧想切,应为在测某一条纹的直径时,如果右侧测的是外侧的位置,左侧测的是内测的位置,条纹直经就是两个位置间的距离(为什么容我再想想,嘿嘿)
2、肯定有影响撒,测的时候是用一边的数减另一边的数得到的2R,没对准你数级数也不好数啊,就算数对了,你偏了的话肯定一个数变小一个数变大,所以所测值就大了
3、夹层内折射率不是介于透镜和玻璃板折射率之间,在透镜凸表面和玻璃 的接触点上,空气层厚度为0,两反射光的光程差为λ/2,因此反射光方向上牛顿环中心为暗点。透射光方向与反射光条纹相反,因此透射光牛顿环中心是一亮点。如果夹层内折射率正好介于透镜和玻璃板折射率之间,反射光牛顿环中心为亮点,透射光牛顿环为暗点。 (为了答这个题我把上学期学的物理书都拿出来了,要用我的答案哈,我也有不懂的,可以交流交流的,嘿嘿!不明白再讨论讨论,给我点积分哈)