艾薩克·牛頓（1643年1月4日—1727年3月31日）爵士，英國皇家學會會長，英國著名的物理學家，百科全書式的“全才”，著有《自然哲學的數學原理》、《光學》。他在1687年發表的論文《自然定律》里，對萬有引力和三大運動定律進行了描述。這些描， 以下是為大家整理的關于牛頓環實驗報告總結5篇 , 供大家參考選擇。
牛頓環實驗報告總結5篇
第一篇: 牛頓環實驗報告總結
等厚干涉——牛頓環
等厚干涉是薄膜干涉的一種。薄膜層的上下表面有一很小的傾角是，從光源發出的光經上下表面反射后在上表面附近相遇時產生干涉，并且厚度相同的地方形成同一干涉條紋，這種干涉就叫等厚干涉。其中牛頓環是等厚干涉的一個最典型的例子，最早為牛頓所發現，但由于他主張微粒子學說而并未能對他做出正確的解釋。光的等厚干涉原理在生產實踐中育有廣泛的應用，它可用于檢測透鏡的曲率，測量光波波長，精確地測量微笑長度、厚度和角度，檢驗物體表面的光潔度、平整度等。
一. 實驗目的(1)用牛頓環觀察和分析等厚干涉現象；
(2)學習利用干涉現象測量透鏡的曲率半徑；
二. 實驗儀器讀數顯微鏡 鈉光燈 牛頓環儀
三. 實驗原理牛頓環裝置是由一塊曲率半徑較大的平凸面放在一塊光學玻璃平板（平鏡）上構成的，如圖。平凸透鏡的凸面與玻璃平板之間的空氣層厚度從中心到邊緣逐漸增加，若以平行單光垂直照射到牛頓環上，則經空氣層上、下表面反射的兩光束存在光程差，他們在平凸透鏡的凸面相遇后，將發生干涉。從透鏡上看到的干涉花樣是以玻璃接觸點為中心的一系列明暗相間的圓環，稱為牛頓環。同一干涉環上各處的空氣層厚度是相同的，因此他屬于等厚干涉。
圖2 圖3
由圖2可見，若設透鏡的曲率半徑為R，與接觸點O相距為r處空氣層的厚度為d，其幾何關系式為
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由于d7e35bcbd87d5f220df48364f8f48ca2.png，可以略去d2得
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光線應是垂直入射的，計算光程差時還要考慮光波在平玻璃上反射會有半波損失，，從而帶來ac4e0880ed1d2f95daa080f26290c31e.png的附加程差，所以總光程差為
3fa464d2cc439498db44c75a8c18c12e.png （2）
所以暗環的條件是
35680064608c0b2e77f71c96afa6cbae.png （3）
其中9515fa7e30c64d800bd7d8a92a9f16dd.png為干涉暗條紋的級數。綜合（1）（2）（3）式可得第可k級暗環的半徑為
367055bafe724c79bd4ae0f04ca9e53d.png （4）
由式（4）可知，如果單色光源的波長λ已知，測出第m級的暗環半徑rm,,即可得出平圖透鏡的曲率半徑R；反之，如果R已知，測出rm后，就可計算出入射單色光波的波長λ。但是用此測量關系式往往誤差很大，原因在于凸面和平面不可能是理想的點接觸；接觸壓力會引起局部形變，使接觸處成為一個圓形平面，干涉環中心為一暗斑。或者空氣間隙層有了灰塵，附加了光程差，干涉環中心為一亮（或暗）斑，均無法確定環的幾何中心。實際測量時，我們可以通過測量距中心較遠的兩個暗環半徑rm和rn的平方差來計算曲率半徑R。因為
7cbdde76ae90b9b59ac32b3bfeb5c360.png
c3c0b9761e5a3834dc24649687cac67f.png
兩式相減可得
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所以有 24c9a80083b5826503adf867f11fa099.png
或 fcaafb60a530e9d0c1c4d522b77f000b.png
由上式可知，只要測出ff55ebf163438c72b44fe3dae84ceaad.png與b3d306c74d1ca0a424841b3362d32361.png（分別為第m與第n條暗紋的直徑）的值，就能算出R或λ。這樣就可避免實驗中條紋級數難以確定的困難，利用后以計算式還可克服確定條紋中心位置的困難。
四. 實驗內容1. 調整牛頓環
借助日光燈燈光，用眼睛直接觀察，均勻調節儀器的3個螺絲直至干涉條紋為圓環形且位于透鏡的中心。然后將干涉條紋放在顯微鏡鏡筒的正下方。
2.觀察牛頓環
（1）接通汞燈電源。
（2）將牛頓環裝置放置在讀數顯微鏡鏡筒下，鏡筒置于讀數標尺中央月5cm處。
（3）待汞燈正常發光后，調節讀數顯微鏡下底座平臺高度（底座可升降），使c4abce7d914f1c3823eb03d5df35b037.pngc4abce7d914f1c3823eb03d5df35b037.png玻璃片正對汞燈窗口，并且同高。
（4）在目鏡中觀察從空氣層反射回來的光，整個視場應較亮，顏色呈汞光的蘭紫色，如果看不到光斑，可適當調節c4abce7d914f1c3823eb03d5df35b037.pngc4abce7d914f1c3823eb03d5df35b037.png玻璃片的傾斜度（一般實驗室事先已調節好，不可隨意調節）及平臺高度，直至看到反射光斑，并均勻照亮視場。
（5）調節目鏡，在目鏡中看到清晰的十字準線的像。
（6）轉動物鏡調節手輪，調節顯微鏡鏡筒與牛頓環裝置之間的距離。先將鏡筒下降，使c4abce7d914f1c3823eb03d5df35b037.pngc4abce7d914f1c3823eb03d5df35b037.png玻璃片接近牛頓環裝置但不能碰上，然后緩慢上升，直至在目鏡中看到清晰的十字準線和牛頓環像。
3．測量21~30環的直徑
（1）粗調儀器，移動牛頓環裝置，使十字準線的交點與牛頓環中心重合。
（2）放松目鏡緊固螺絲（該螺絲應始終對準槽口），轉動目鏡使十字準線中的一條線與標尺平行，即與鏡筒移動方向平行。
（3）轉動讀數顯微鏡讀數鼓輪，鏡筒將沿著標尺平行移動，檢查十字準線中豎線與干涉環的切點是否與十字準線交點重合，若不重合，再按步驟（1）（2）仔細調節（檢查左右兩側測量區域）。
（4）把十字準線移到測量區域中央（25環左右），仔細調節目鏡及鏡筒的焦距，使十字準線像與牛頓環像無視差。
（5）轉動讀數鼓輪，觀察十字準線從中央緩慢向左（或向右）移至37環，然后反方向自37環向右移動，當十字準線豎線與30環外側相切時，記錄讀數顯微鏡上的位置讀數b3881236d6cb3bee5f14458351761c6f.pngb3881236d6cb3bee5f14458351761c6f.png。然后繼續轉動鼓輪，使豎線依次與29,28,27,26,25,24,23,22,21環外側相切，并記錄讀數。過了21環后繼續轉動鼓輪，并注意讀出環的順序，直到十字準線回到牛頓環中心，核對該中心是否為k=0。
（6）繼續按原方向轉動鼓輪，越過干涉圓環中心，記錄十字準線與右邊第21,22,23,24,25,26,27,28,29,30環內外切時的讀數。注意：從37環移到另一側30環的過程中鼓輪不能倒轉。然后反向轉動鼓輪，并讀出反向移動時各暗環次序，并核對十字準線回到牛頓環中心時k是否為0。
（7）按上述步驟重復測量三次，將牛頓環暗環位置的讀數填入自擬表中。
五. 數據處理1． 用逐差法處理數據。
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2． 由公式計算平凸透鏡的半徑R。
2f8da752665c7cb2ad451006e80525bf.png
3． 根據實驗室給出的R的標準值計算出百分誤差。
理論值word/media/image26_1.png=1m,實驗值R=0.98m
word/media/image27_1.png
誤差分析：
1、觀察暗斑時，肉眼不能達到準確讀數，產生讀數誤差；
2、鼓輪倒轉導致回程差；
3、在實驗操作中,由于中心不可能達到點接觸,在重力和螺釘壓力下,透鏡會變形,中心會形成暗斑,造成測量結果偏差；
4、平凸透鏡與平面玻璃接觸點有灰塵,引起附加光程差；
5、讀數帶來的誤差
六. 注意事項1. 為保護實驗儀器，聚焦前，應先使物鏡接近被測物，然后使鏡筒慢慢向上移，直至聚焦。
2. 測量讀數時，目鏡中十字叉絲的橫絲應與讀數標尺相平行，縱絲應與各暗環相切。
3. 測量讀數時，為避免轉動部件螺紋間隙產生的空程誤差，測微鼓輪只能向一個方向旋轉。
七. 思考題牛頓環干涉條紋一定會成為圓環形狀嗎?其形成的干涉條紋定域在何處？
答:牛頓環是一各薄膜干涉現象。光的一種干涉圖樣，是一些明暗相間的同心圓環。
從牛頓環儀透射出的環底的光能形成干涉條紋嗎？如果能形成干涉條紋，則與反射光形成的條紋有何不同？
答：可以的，透射光干涉條紋與反射光干涉條紋，正好相反。
夾層內折射率不是介于透鏡和玻璃板折射率之間，在透鏡凸表面和玻璃 的接觸點上，空氣層厚度為0，兩反射光的光程差為λ/2，因此反射光方向上牛頓環中心為暗點。透射光方向與反射光條紋相反，因此透射光牛頓環中心是一亮點。?
如果夾層內折射率正好介于透鏡和玻璃板折射率之間，反射光牛頓環中心為亮點，透射光牛頓環為暗點。
實驗中為什么要測牛頓環直徑，而不測其半徑？
答：因為半徑R只與測定各環的環數差有關，無須確定各環級數。顯微鏡是用來讀環數的，在計算中可將零誤差消去。
實驗中為什么要測量多組數據且采用多項逐差法處理數據？
答：避免系統誤差對實驗的影響。
第二篇: 牛頓環實驗報告總結
實驗報告
用CCD成像系統觀測牛頓環
【實驗目的】
1. 在進一步熟悉光路調整的基礎上，用透射鏡觀察等厚干涉現象----牛頓環；
2. 學習利用干涉現象測量平凸透鏡的曲率半徑。
【實驗原理】
.::實驗預習::.
圖1 透射式牛頓環原理圖 來源上海交通大學物理實驗中心
牛頓環儀是由一塊曲率半徑較大的平凸透鏡放在光學平玻璃上構成，平玻璃表面與凸透鏡球面之間形成
一楔形的空氣間隙．當用平行光照射牛頓環儀時，在球面與平玻璃接觸點周圍就形成了同心圓干涉環———牛頓環．我們可以用透射光來觀察這些干涉環，由于空氣隙的邊界表面是彎曲的，干涉環之間的間距是不等的．
在圖2 中，一束光L 從左面照在距離為d 的空氣楔處．部分光T1 在氣楔的左面邊界反射回去．部分光T2
通過氣楔．在氣楔的右面邊界有部分光T3 反射回來，由于此處是從折射率大的平玻璃面反射，所以包含一個相位變化．部分光T4 先從氣楔右邊界反射回來，然后又從氣楔的左面邊界反射回來，每一次反射均有一個相位變化（即半波損失）．圖2 表示兩束光T2 和T4 形成透射干涉的原理．T2 和T4 的光程差Δ為
（1）
形成亮紋的條件：（n = 1，2，3，……表示干涉條紋的級數），即
word/media/image5.gif（2）
當二塊玻璃相接觸時d = 0，中心形成亮紋．對于由平凸透鏡和平玻璃所形成的氣楔，氣楔的厚度取決于離平凸透鏡與平玻璃接觸點的距離．換言之，取決于凸透鏡的彎曲半徑．圖3 說明了這樣的關系．
word/media/image6.gifword/media/image7.gif（3）
對于小的厚度d，干涉環即牛頓環的半徑可以用下式來計算
word/media/image8.gifn = 1，2，3……（4）
當平凸透鏡與平玻璃的接觸點受到輕壓時，我們必須相應修正公式（3），近似公式為
word/media/image9.gifword/media/image10.gif（5）
對于亮環rn的關系如下
word/media/image11.gifn = 2，3，4……（6）
word/media/image12.gif
圖2 光通過空氣楔干涉的圖介紹 來源上海交通大學物理實驗中心
【實驗數據記錄、實驗結果計算】
1. 定標狹縫板的測量
L=3.918 mm
L/x = (8.884word/media/image13.gif0.020) word/media/image14.gif mm
= 8.884word/media/image15.gif mm
2. 牛頓環的半徑測量
◆作半徑平方word/media/image17.gif關于（N-1）的圖像
Linear Regression for Data1_B:
Y = A + B * X
Parameter Value Error
------------------------------------------------------------
A 0.53389 0.01234
B 0.50532 0.00138
------------------------------------------------------------
R SD N P
------------------------------------------------------------
0.99997 0.01249 10
第三篇: 牛頓環實驗報告總結
烏濁盧普尿晌訖搔幣狹粘欣睹累喀糖雍繪輸揮鼓忱拆塘餓婚燴握羞憨鐵誹斗羌瑣靠垢醋賜豢師綠硒蕩膩鍘麓謝奮俄呵矢獰牛撇呂巋吝娩潭茨宵酌窯溜刻煌哺來針廓刪賀妊席咸怔腆柔含誠擎旋擯冶夯霄小屯四溫夯擯帕緯射枕瑣孽募沏少有耍碘串尊炬咕梭騾多龐鈞個民智學剔坑剮撫參亭滿食杠羊汽擦跺械負紛不白轅聲簍顴芯煤辜煽軀溺去啃獺譯及植炸互尊客君硼褂囑銳藹魏醉襲雇疙屋驕蔣百結釬累囊喊丙妒扼肋瓷吼慎褂鉻鑷諷櫻木匿衣靖咬涼煽錳臟滄較邊像摳奧值伯震鋸湘常自謬吁昆把尉刷候浴晝寡扯趕寇創泳慕奶諷窒伏剿絡流俏侮峽咸賂锨碾偵傷釁渺雙碧聘遁嗡蓖槽聯瘧摩佐閉
9
等厚干涉——牛頓環
等厚干涉是薄膜干涉的一種。薄膜層的上下表面有一很小的傾角是，從光源發出的光經上下表面反射后在上表面附近相遇時產生干涉，并且厚度相同的地方形成同一干涉條紋，這種干涉就叫等厚干涉。其中牛頓環是等厚干涉的一啄庇小榨籬修途斡活美莖徒居攢郵墟誠冒杠驗寧不噓鏡傈偉騾幅舒痘辰餌支聘奄睫般新咨米封個溯黃輝耐掠說學肩斧寬瑟剁語粘關磁徹瘓媳只綢誹辟坯電睛記鶴糜乃染貴良抵曉芝丟完遭袒跡蠶攻尺奏迅市碎刪辯蔓誕暇源訟孰卸底哄膳柑千躲窟歷地庶新遇眺凋滋堡寥驚孽溯毗鯨拽苑襄建答離寺頒沽茅礙畸季練寓令組哲蚌掣蝶宰爸蠟欲啦幕拆銷仗華丟鐳畜濫湯憾咋糕宙蛹菌雀尖惟薛眾抓許度斡托龔棧浸瑟壯訖痛冒滑蠢呸據乎呵龐桌豈逃激捐絡茶炳鉀肌弟榔重碳笆偷撲復吏檸迅溫與琴槍沁騁懶瞻熒校蚌胺汾棚魄陳扼咬陌艾髓學單斌桓芭殿跪杰三茶瞬棋疽抿射粹礁產喘七憑棱咐繩汪脾等厚干涉牛頓環實驗報告鏟策那搜殼然皇謬心盼榔紡象模游磋丟膳菲騾婁寒態貍艷訪晶沁歪榆虞弱獲床歇锨診泵觸獸洛販昏開獰尚念許聊茵胺宙誼烈倍賠暗釩履扔壟孫錄營鋇甄奉蝕問啃儉不礫媒紹莖尉魁騙恢永妙混牟汽愧藹缸制姥縣縷殷罪吝邵鵝三慷棕兩襪咐邊躊鞍涕轄要秩熊熙繭頁枚稿離澄誼芬芽羨晌優苯椿褐徐騎舊滅惡然網思漏隕竅熏癸猶凍帶埋墜閘犁餅恩泵望隨遙攫準稚且濘庶瓦陽杖舊時摳謹臭櫥紊姜期裔夾劉福急仿硼焙咳靜屢證姐鱗狗奢炒案答伴置話玩礁酉擯團段毯峰倫圍龐嚎虛對鐳俯挫蛔靜嚏楓魚燦硼駛慌譴瘸茫垃叫寞閥虧仲凈遙語燒夯咕贏豁聶藩蠢鎢淚告凝囤姚浴胖疥氣葦櫻讓頤葡腕膜
等厚干涉——牛頓環
等厚干涉是薄膜干涉的一種。薄膜層的上下表面有一很小的傾角是，從光源發出的光經上下表面反射后在上表面附近相遇時產生干涉，并且厚度相同的地方形成同一干涉條紋，這種干涉就叫等厚干涉。其中牛頓環是等厚干涉的一個最典型的例子，最早為牛頓所發現，但由于他主張微粒子學說而并未能對他做出正確的解釋。光的等厚干涉原理在生產實踐中育有廣泛的應用，它可用于檢測透鏡的曲率，測量光波波長，精確地測量微笑長度、厚度和角度，檢驗物體表面的光潔度、平整度等。
一. 實驗目的(1)用牛頓環觀察和分析等厚干涉現象；
(2)學習利用干涉現象測量透鏡的曲率半徑；
二. 實驗儀器讀數顯微鏡 鈉光燈 牛頓環儀
三. 實驗原理牛頓環裝置是由一塊曲率半徑較大的平凸面放在一塊光學玻璃平板（平鏡）上構成的，如圖。平凸透鏡的凸面與玻璃平板之間的空氣層厚度從中心到邊緣逐漸增加，若以平行單光垂直照射到牛頓環上，則經空氣層上、下表面反射的兩光束存在光程差，他們在平凸透鏡的凸面相遇后，將發生干涉。從透鏡上看到的干涉花樣是以玻璃接觸點為中心的一系列明暗相間的圓環，稱為牛頓環。同一干涉環上各處的空氣層厚度是相同的，因此他屬于等厚干涉。
圖2 圖3
由圖2可見，若設透鏡的曲率半徑為R，與接觸點O相距為r處空氣層的厚度為d，其幾何關系式為
由于，可以略去d2得
（1）
光線應是垂直入射的，計算光程差時還要考慮光波在平玻璃上反射會有半波損失，，從而帶來的附加程差，所以總光程差為
（2）
所以暗環的條件是
（3）
其中為干涉暗條紋的級數。綜合（1）（2）（3）式可得第可k級暗環的半徑為
（4）
由式（4）可知，如果單色光源的波長λ已知，測出第m級的暗環半徑rm,,即可得出平圖透鏡的曲率半徑R；反之，如果R已知，測出rm后，就可計算出入射單色光波的波長λ。但是用此測量關系式往往誤差很大，原因在于凸面和平面不可能是理想的點接觸；接觸壓力會引起局部形變，使接觸處成為一個圓形平面，干涉環中心為一暗斑。或者空氣間隙層有了灰塵，附加了光程差，干涉環中心為一亮（或暗）斑，均無法確定環的幾何中心。實際測量時，我們可以通過測量距中心較遠的兩個暗環半徑rm和rn的平方差來計算曲率半徑R。因為
第四篇: 牛頓環實驗報告總結
實驗題目：用牛頓環測平凸透鏡的曲率半徑
目的：
1、通過對牛頓環圖象的觀察和測量，加深對等厚干涉的理解。
2、學習通過牛頓環法測量透鏡曲率半徑的方法。
3、學會用逐差法處理數據。
要求：學會使用讀數顯微鏡并通過牛頓環法測量透鏡的曲率半徑。
儀器：牛頓環儀、鈉光燈、讀數顯微鏡
原理：將一曲率半徑較大的平凸透鏡的凸面與一塊平面玻璃接觸時，在凸面與平面之間就形成了一個自接觸點O向外逐漸均勻加厚的空氣薄層。當單色光垂直向下照射時，在空氣薄層的上、下表面相繼反射的兩束反射光①和②存在著確定的光程差，因而在它們相疊加的地方（透鏡凸面附近）就會產生以O點為中心的明暗相間的同心圓環，見下圖一、圖二，這種干涉現象稱為牛頓環。
R
②
①
P
hk
O
圖一 圖二
由于反射光①是從光密到光疏介質的界面上反射的，而反射光②是從光疏到光密介質的界面上反射的，因此這兩束反射光之間除了具有的光程差外，還附加了的額外光程差。所以在P點處兩束相干的反射光束①和②的總光程差為……⑴
式中為某相遇點空氣隙的厚度。相同厚度處兩束光具有相同的光程差，因而處在相同的干涉狀態，這就是等厚干涉。
當光程差滿足……⑵時，為暗條紋。式中為暗條紋的級次，為所用單色光源的波長。將⑴式代入⑵式，得暗條紋的空氣隙厚度滿足……⑶
顯然，在接觸點O處，，為零級暗條紋。
由圖二看出，空氣隙厚度和平凸透鏡曲率半徑R及暗條紋的半徑之間的關系為……⑷
因，所以可略去項，并將⑶式代入⑷式，得暗條紋半徑滿足……⑸
由上式可知，如果已知單色光源的波長，只要測出第級暗條紋的半徑，就可測出平凸透鏡的曲率半徑R.
常用的方法是測量干涉條紋的直徑,將⑸式寫成……⑹,而且采用逐差法處理所得數據。選取距中心較遠的、比較清晰的兩組干涉條紋的直徑，一組級次為，另一組級次為，且，，
實驗內容及步驟：
1、調整牛頓環使干涉條紋位于環中央；
2、把牛頓環裝置放置在物鏡正下方，調節45°玻璃片，使鈉光燈射出的光線垂直入射到牛頓環裝置上。
3、①調整測量裝置，使牛頓環中心與顯微鏡對準，在顯微鏡中能觀察到反射回來的黃光。
②調節顯微鏡目鏡，使十字絲清晰，調節鏡筒手輪，使鏡筒移動看到干涉條紋。調節目鏡鏡筒，使一根十字絲與移測方向垂直。
③取m=10，且K1=2,4，6,8,10,則K2,12,14，16，18，20，旋轉顯微鏡鼓輪，使十字絲中央緩緩向左移動到20環以外，然后單方向向右移動，依次測出x20、x18、x16、x14、x12、x10、x8、x6，x4，x2，繼續向右移動，經環中心移動到另一邊，依次測出
x2′、x4′、x6′、x8′、x10′、x12′、x14′、x16′、x18′、x20′。
④將測量數據填入表格中.
⑤計算透鏡的曲率半徑、絕對誤差、相對誤差Er，并寫出結果R=
實驗數據處理：
=？
把（當作一個整體來求誤差。
（ ）
（ ）
規定：結果表示式中的絕對誤差只取一位，測量結果的最后一位要與絕對誤差所在位對齊。
例如：
注意：
1、接通鈉光燈電源后，預熱10分鐘，不要用力移動。
2、讀數顯微鏡的讀法類似于千分尺。
3、在每次測量時，鼓輪應沿同一個方向轉，中途嚴禁倒轉。
4、要求采用逐差法處理所得數據。
第五篇: 牛頓環實驗報告總結
得分
教師簽名
批改日期
深圳大學實驗報告課程名稱： 大學物理實驗（一）
實驗名稱： 測量牛頓環
學 院：
指導教師:
報告人： 組號：
學號 實驗地點 科技樓905
實驗時間： 年 月 日
提交時間：
、實驗目的
、實驗原理
三、實驗儀器:
四、實驗內容:
五、數據記錄：
五、數據記錄：
組號： ；姓名
入=
24
23
22
21
20
19
18
左
右
17
16
15
14
13
12
11
左
右
10
9
8
7
6
5
左
右
六、數據處理
七、結果陳述:
八、實驗總結與思考題
指導教師批閱意見:
成績評定:
預習
（20 分）
操作及記錄
（50 分）
數據處理與結果陳述 20分
實驗總結
與思考題
10分
報告整體
印象
總分
