《光的等厚干涉——牛顿环》实验报告评分标准

一 实验预习（20分）

 学生进入实验室前应预习实验，并书写实验预习报告。预习报告应包括：①实验目的，②实验原理，③实验仪器，④实验步骤 ⑤实验数据记录表等五部分。 以各项表述是否清楚、完整，版面是否整洁分三段给分。

预习报告不合格者，不允许进行实验。该实验应重新预约，待实验室安排时间后进行实验（实验前还应预习实验）。

二 实验操作过程（20分）

   学生在教师的指导下进行实验。操作过程分三步：第一步 ①调整光源、读数显微镜与牛顿环的相对位置，观察牛顿环的干涉花样，②测量牛顿环暗条纹的直径；第二步实验数据记录；第三步实验仪器整理。以各项是否能够按照实验要求独立、正确完成，数据记录是否准确、正确分三段给分。

三 实验纪律（10分）

   学生进入实验室，按照学生是否按规定进入实验室，是否按照操作要求使用仪器，是否在实验结束后将仪器整理整齐，是否有大声喧哗、打闹现象。分三段给分。

     以上三项成绩不足30分者，表示实验过程没有完成，应重新预约该实验。实验完成后，学生课后完成一份完整的实验报告。

四、数据记录及处理（35分）

1 数据记录是否与课堂实验记录一致，书写是否准确，分三段给分。

2数据记录及处理

学生在数据处理过程中，是否按照要求正确书写中间计算结果、最终实验结果和不确定度的有效数字位数，分三段给分。

二、思考题（10分）

    学生在实验结束后，在三道思考题中选择两道，抄写题目并回答。按照问题回答是否准确，有自己的见解，分三段给分。

三、格式及版面整洁（5分）

   按照学生实验报告书写是否整洁，分三段给分。

《光的等厚干涉——牛顿环》技能测试评分标准

    学生进入实验室，用15分钟的时间看书，15分钟之后将书收起来，开始进行实验测试。测试期间禁止看书。评分标准如下：

一 实验操作部分（70分）

1调整光源、读数显微镜与牛顿环的相对位置，观察牛顿环的干涉花样

①开启钠光灯，使光源与读数显微镜上的45⁰半反射镜基本等高。分四步给分。

②把牛顿环仪置于显微镜的正下方，调节读数显微镜上45°角半反射镜的位置 ，直至从目镜中看到明亮的均匀光照。分四步给分。

③调节读数显微镜的目镜，使十字叉丝清晰。分四步给分。

④自下而上调节物镜直至观察到清晰的干涉图样。分四步给分。

⑤移动牛顿环仪，使中心暗斑(或亮斑)位于视域中心。分四步给分。

⑥调节目镜系统，使叉丝横丝与读数显微镜的标尺平行，消除视差，并使待测的各环左右都在读数显微镜的读数范围之内。分四步给分。

2测量牛顿环暗条纹的直径

①选取要测量的m和n各五个暗条纹，分别读取这些暗条纹的左右示值，并且数据采集、记录无误。分四步给分。

②测量过程中，测微鼓轮沿一个方向旋转，中途不得反转。分四步给分。

3仪器整理。是否能够将仪器归位，牛顿环仪放回仪器盒，分四步给分。

二、实验报告及数据分析部分（30分）

1、实验目的、简单原理介绍是否清晰、整齐。分四步给分。

2、是否有准确的实验步骤、数据表格，且清晰、整齐。分四步给分。

3、实验数据处理是否正确，是否按照要求正确书写中间计算结果、最终实验结果和不确定度的有效数字位数。分四步给分。

第二篇：光的等厚干涉牛顿环实验报告评分标准

一 实验预习（20分）

学生进入实验室前应预习实验，并书写实验预习报告。预习报告应包括：①实验目的，②实验原理，③实验仪器，④实验步骤 ⑤实验数据记录表等五部分。 以各项表述是否清楚、完整，版面

验前还应预习实验）。

二 实验操作过程（20分）

学生在教师的指导下进行实验。操作过程分三步：第一步 ①调整光源、读数显微镜与牛顿环的相对位置，观察牛顿环的干涉花样，②测量牛顿环暗条纹的直径；第二步实验数据记录；第三步实验仪器整理。以各项是否能够按照实验要求独立、正确完成，数据记录是否准确、正确分三段给分。

三 实验纪律（ 学生进入实验室，按照学生是否按规定进入实验室，是否按照操作要求使用仪器，是否在实验结

以上三项成绩不足30分者，表示实验过程没有完成，应重新预约该实验。实验完成后，学生课后完成一份完整的实验报告。 四、数据记录及处理（35分）

1

2数据记录及处理

学生在数据处理过程中，是否按照要求正确书写中间计算结果、最终实验结果和不确定度的有

二、思考题（10 学生在实验结束后，在三道思考题中选择两道，抄写题目并回答。按照问题回答是否准确，有

三、格式及版面整洁（5分）

1

学生进入实验室，用15分钟的时间看书，15分钟之后将书收起来，开始进行实验测试。测试期间禁止看书。评分标准如下： 一 实验操作部分（70分）

1调整光源、读数显微镜与牛顿环的相对位置，观察牛顿环的干涉花样 ①开启钠光灯，使光源与读数显微镜上的450半反射镜基本等高。分四步给分。

②把牛顿环仪置于显微镜的正下方，调节读数显微镜上45?角半反射镜的位置 ，直至从目镜中看到明亮的均匀光照。分四步给分。

③调节读数显微镜的目镜，使十字叉丝清晰。分四步给分。

④自下而上调节物镜直至观察到清晰的干涉图样。分四步给分。

⑤移动牛顿环仪，使中心暗斑(或亮斑)位于视域中心。分四步给分。

①选取要测量的m和n各五个暗条纹，分别读取这些暗条纹的左右示值，并且数据采集、记录无误。分四步给分。

3

仪器整理。是否能够将仪器归位，牛顿环仪放回仪器盒，分四步给分。

2

二、实验报告及数据分析部分（30分）

1、实验目的、简单原理介绍是否清晰、整齐。分四步给分。

2、是否有准确的实验步骤、数据表格，且清晰、整齐。分四步给分。

3、实验数据处理是否正确，是否按照要求正确书写中间计算结果、最终实验结果和不确定度的有效数字位数。分四步给分。

3

第三篇：物理论文 等厚干涉牛顿环实验报告

 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)

式中λ为入射光的波长，λ/2 是附加光程差，他是由于光在光密介质面上反射时产生的半波损失而引起的

公式（2）表明，当 K=0 时（零级），d=0，即平面玻璃和平凸透镜接触处的条纹为暗纹。光程差Δ仅与d 有关，即厚度相同的地方干涉条纹相同。 平凸透镜曲率半径的测量：

由几何关系，在B点可得：r²=R²-(R²-d²)=2Rd-d²

因为 R>>d 所以得

上式表明d 与成正比，说明离中心越远，光程差增加越快，干涉条纹越来越密。

由公式：... (暗环)可知：

若测出第K级暗环的半径，且单色光的波长已知时，就能算出球面的曲率半径R 。但在实验中由于机械压力引起的形变以及球面上可能存在的微小尘埃，使得凸面和平面接触处不可能是一个理想的点，而是一个不很规则的圆斑，因此很难准确测出 的值。比较简单的方法是测量距中心较远处的牛顿环直径。以暗环为例，当测得较远的第K级和第K+M级的暗环直径 　和 时，由得

若已知λ，则透镜的曲率半径R可用逐差法求得。也可由作图法求透镜的曲率半径R ，

上式表明 与K 为线性关系，作 ~ K 图，则图的斜率为4Rλ,若已知λ则可求出凸透镜的曲率半径R 。

【实验仪器】

 读数显微镜 钠光灯 平凸透镜和平面玻璃（或牛顿环装置）

【实验内容】

 1、调整测量装置

按光学实验常用仪器的读数显微镜使用说明进行调整。调整时注意：

    (1)调节45⁰玻片，使显微镜视场中亮度最大，这时，基本上满足入射光垂直于透镜的要求(下部反光镜不要让反射光到上面去)。

    (2)因反射光干涉条纹产生在空气薄膜的上表面，显微镜应对上表面调焦才能找到清晰的干涉图像。

    (3)调焦时，显微镜筒应自下而上缓慢地上升，直到看清楚干涉条纹时为止，往下移动显微镜筒时，眼睛一定要离开目镜侧视，防止镜筒压坏牛顿环。

(4)牛顿环三个压紧螺丝不能压得很紧，两个表面要用擦镜纸擦拭干净。

2、观察牛顿环的干涉图样

（1）调整牛顿环仪的三个调节螺丝，在自然光照射下能观察到牛顿环的干涉图样，并将干涉条纹的中心移到牛顿环仪的中心附近。调节螺丝不能太紧，以免中心暗斑太大，甚至损坏牛顿环仪。

（2）把牛顿环仪置于显微镜的正下方，使单色光源与读数显微镜上45°角的反射透明玻璃片等高，旋转反射透明玻璃 ，直至从目镜中能看到明亮均匀的光照。

（3）调节读数显微镜的目镜，使十字叉丝清晰；自下而上调节物镜直至观察到清晰的干涉图样。移动牛顿环仪，使中心暗斑（或亮斑）位于视域中心，调节目镜系统，使叉丝横丝与读数显微镜的标尺平行，消除视差。平移读数显微镜，观察待测的各环左右是否都在读数显微镜的读数范围之内。

3、测量牛顿环的直径

（1）选取要测量的m和n(各5环)，如取m为55，50，45，40，35，n为30，25，20，15，10。

（2）转动鼓轮。先使镜筒向左移动，顺序数到55环，再向右转到50 环，使叉丝尽量对准干涉条纹的中心，记录读数。然后继续转动测微鼓轮，使叉丝依次与45，40，35，30，25，20，15，10，环对准，顺次记下读数；再继续转动测微鼓轮，使叉丝依次与圆心右10，15，20，25，30，35，40，45，50，55环对准，也顺次记下各环的读数。注意在一次测量过程中，测微鼓轮应沿一个方向旋转，中途不得反转，以免引起回程差。

4、算出各级牛顿环直径的平方值后，用逐差法处理所得数据，求出

直径平方差的平均值代入公式求出透镜的曲率半径，并算出误差。    ．

    注意：

    (1)近中心的圆环的宽度变化很大，不易测准，故从K=lO左右开始比较好；

    (2)m-n应取大一些，如取m-n=25左右，每间隔5条读一个数。

    (3)应从O数到最大一圈，再多数5圈后退回5圈，开始读第一个数据。

    (4)因为暗纹容易对准，所以对准暗纹较合适。    ，

    (5)圈纹中心对准叉丝或刻度尺的中心，并且当测距显微镜移动时，叉丝或刻度尺的

某根线与圈纹相切(都切圈纹的右边或左边)。

【】

（1）凸透镜曲率半径测量数据

数据表取  ，仪器误差： 0.005　

（2）确定平凸透镜凸面曲率半径的最佳值和不确定度D_R

 曲率半径的最佳值    ＝

令

有   =

又因为        所以有   

             

      

（3）写出实验结果：=(874.34.9)

相对误差：2.3%

【误差分析】

观察牛顿环时将会发现，牛顿环中心不是一点，而是一个不甚清晰的暗或亮的圆斑。其原因是透镜和平玻璃板接触时，由于接触压力引起形变，使接触处为一圆面；又镜面上可能有微小灰尘等存在，从而引起附加的程差，这都会给测量带来较大的系统误差。另外要用肉眼去观察暗条纹，误差会较大。

【进一步思考】

      牛顿环利用干涉原理，可进行精密测量，具有多种用途。牛顿环装置可用于检验光学元件表面的平整度；若改变凸透镜和平板玻璃间的压力，条纹就会移动，用此原理可精确测量压力或长度的微小变化；也可将透明介质（如水和油等）注入牛顿环装置中，在平凸透镜和玻璃板间形成液体膜，进而利用空气膜的条纹直径和液体膜的条纹直径可求得液体折射率。